JPH0587136B2 - - Google Patents
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- JPH0587136B2 JPH0587136B2 JP61142412A JP14241286A JPH0587136B2 JP H0587136 B2 JPH0587136 B2 JP H0587136B2 JP 61142412 A JP61142412 A JP 61142412A JP 14241286 A JP14241286 A JP 14241286A JP H0587136 B2 JPH0587136 B2 JP H0587136B2
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
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- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
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。
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
従来よりトランジスタの電流容量の増大を図る
構造としてはエミツタの有効面積を増大させるこ
とが知られている。この構造として著名なものに
マルチエミツタ構造があり、実開昭59−135651号
公報等がある。
構造としてはエミツタの有効面積を増大させるこ
とが知られている。この構造として著名なものに
マルチエミツタ構造があり、実開昭59−135651号
公報等がある。
前記公報によるトランジスタ３１は第５図に示
す如く、Ｎ型のシリコン半導体基板より成るコレ
クタ領域３２と、Ｐ型のベース領域３３（点線で
示す。）と、多数の島状のＮ型のマルチエミツタ
領域３４…３４（点線で示す。）とを備え、マル
チエミツタ領域３４…３４はベース領域３３のほ
ぼ全表面に均一に配置されている。
す如く、Ｎ型のシリコン半導体基板より成るコレ
クタ領域３２と、Ｐ型のベース領域３３（点線で
示す。）と、多数の島状のＮ型のマルチエミツタ
領域３４…３４（点線で示す。）とを備え、マル
チエミツタ領域３４…３４はベース領域３３のほ
ぼ全表面に均一に配置されている。
そして実線で示す如く基板表面のシリコン酸化
膜上に蒸着アルミニウムより成るベース電極３５
およびエミツタ電極３６を形成する。ベース電極
３５は前記ベース領域３３とオーミツクコンタク
トし且つボンデイングパツド予定領域まで延在さ
れており、エミツタ電極３６はマルチエミツタ領
域３４…３４にオーミツクコンタクトしボンデイ
ングパツド予定領域まで延在されている。また両
電極３５，３６は周知の櫛歯形状をとり、ボンデ
イングパツド予定領域上の拡張部分に金属細線が
ボンデイングされて構成されている。
膜上に蒸着アルミニウムより成るベース電極３５
およびエミツタ電極３６を形成する。ベース電極
３５は前記ベース領域３３とオーミツクコンタク
トし且つボンデイングパツド予定領域まで延在さ
れており、エミツタ電極３６はマルチエミツタ領
域３４…３４にオーミツクコンタクトしボンデイ
ングパツド予定領域まで延在されている。また両
電極３５，３６は周知の櫛歯形状をとり、ボンデ
イングパツド予定領域上の拡張部分に金属細線が
ボンデイングされて構成されている。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
しかし前述の如きトランジスタは電流容量が非
常に大きいため、コレクタ容量も大きくなる問題
点を有していた。一般的にはコレクタ容量とトラ
ンジスタの電流容量はほぼ比例関係にあるためで
ある。従つて前記コレクタ容量が大きいために高
周波特性が悪化する問題点を有していた。
常に大きいため、コレクタ容量も大きくなる問題
点を有していた。一般的にはコレクタ容量とトラ
ンジスタの電流容量はほぼ比例関係にあるためで
ある。従つて前記コレクタ容量が大きいために高
周波特性が悪化する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
もコレクタ領域となる半導体基板３、該半導体基
板２内に形成される複数のベース領域４…４と、
該ベース領域４…４内に形成されるエミツタ領域
５…５と、前記半導体基板３上に被覆される第１
絶縁膜６と、該第１絶縁膜６上に夫々の前記ベー
ス領域４…４およびエミツタ領域５…５と夫々オ
ーミツクコンタクトする第１ベース電極７…７お
よび第１エミツタ電極８…８と、少なくとも該第
１ベース電極７…７および第１エミツタ電極８…
８を被覆するように形成された第２絶縁膜９と、
該第２絶縁膜９上に夫々の前記第１ベース電極７
…７および第１エミツタ電極８…８とオーミツク
コンタクトする第２ベース電極１０および第２エ
ミツタ電極１１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
面積を夫々有することで解決するものである。
もコレクタ領域となる半導体基板３、該半導体基
板２内に形成される複数のベース領域４…４と、
該ベース領域４…４内に形成されるエミツタ領域
５…５と、前記半導体基板３上に被覆される第１
絶縁膜６と、該第１絶縁膜６上に夫々の前記ベー
ス領域４…４およびエミツタ領域５…５と夫々オ
ーミツクコンタクトする第１ベース電極７…７お
よび第１エミツタ電極８…８と、少なくとも該第
１ベース電極７…７および第１エミツタ電極８…
８を被覆するように形成された第２絶縁膜９と、
該第２絶縁膜９上に夫々の前記第１ベース電極７
…７および第１エミツタ電極８…８とオーミツク
コンタクトする第２ベース電極１０および第２エ
ミツタ電極１１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
面積を夫々有することで解決するものである。
(ホ) 作用
夫々のコレクタ領域の少数キヤリアの流れは第
３図イ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３図ロに
点線で示す。）に夫々コレクタ電流icはほぼ比例
する。ここでicは夫々のユニツトトランジスタの
ベース領域４…４より発生するコレクタ電流であ
る。
３図イ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３図ロに
点線で示す。）に夫々コレクタ電流icはほぼ比例
する。ここでicは夫々のユニツトトランジスタの
ベース領域４…４より発生するコレクタ電流であ
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図イの如く夫々LBおよびWiとすると、
コレクタ電流ICは前述した２次元的な広がりを考
慮すると本発明のトランジスタ１のコレクタ電流
ICはｎ（LB＋Wi）2とほぼ比例する。ここでｎは形
成されたベース領域４…４の数であり、ICはユニ
ツトトランジスタのコレクタ電流icの総和であり
IC＝nicとなる。従来はベース長LB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ICはベース面積nLB 2に比例する。
域幅を第３図イの如く夫々LBおよびWiとすると、
コレクタ電流ICは前述した２次元的な広がりを考
慮すると本発明のトランジスタ１のコレクタ電流
ICはｎ（LB＋Wi）2とほぼ比例する。ここでｎは形
成されたベース領域４…４の数であり、ICはユニ
ツトトランジスタのコレクタ電流icの総和であり
IC＝nicとなる。従来はベース長LB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ICはベース面積nLB 2に比例する。
しかし前記ベース面積nLB 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nLB 2
が小さくなる。）であるとコレクタ領域幅Wiは無
視できずコレクタ電流ICはｎ（LB＋Wi）2に比例す
る。従つて第２図に示す如くコレクタ電流icはベ
ース長LBに対し非線形領域を有する。ここで第
２図のベース長LBは夫々のベース面積LB 2の平方
根となる。
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nLB 2
が小さくなる。）であるとコレクタ領域幅Wiは無
視できずコレクタ電流ICはｎ（LB＋Wi）2に比例す
る。従つて第２図に示す如くコレクタ電流icはベ
ース長LBに対し非線形領域を有する。ここで第
２図のベース長LBは夫々のベース面積LB 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LB 2を夫々小さくしてもコレ
クタ電流ic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、それ程コレクタ電流ICが減少
しない点に着目した。
り、前記ベース面積LB 2を夫々小さくしてもコレ
クタ電流ic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、それ程コレクタ電流IC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３図
ロを参照しながら詳述する。
ロを参照しながら詳述する。
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なる半
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、該コレクタ領域３内に選択拡散法に
より複数形成されるＰ型のベース領域４…４、該
ベース領域４…４内にベース領域と同じように選
択拡散法により夫々形成されるN+型のエミツタ
領域５…５、前記半導体基板３表面を被覆するよ
うに例えば熱酸化やCVD法により形成されたシ
リコン酸化膜６と、該シリコン酸化膜６を介して
前記ベース領域４…４およびエミツタ領域５…５
とオーミツクコンタクトして形成される第１ベー
ス電極７…７および第１エミツタ電極８…８と、
少なくとも該第１ベース電極７…７および第１エ
ミツタ電極８…８を被覆するように形成されたシ
リコン酸化膜９と、該シリコン酸化膜９上に夫々
の前記第１ベース電極７…７および第１エミツタ
電極８…８とオーミツクコンタクトする第２ベー
ス電極１０および第２エミツタ電極１１と、前記
コレクタ領域２とオーミツクコンタクトするコレ
クタ電極１２とがある。また図示してないが高耐
圧を可能とするガードリング領域やチヤンネルス
トツパーとして働くアニユラー領域等を形成して
も良い。
如く、N+型のコレクタコンタクト領域となる半
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、該コレクタ領域３内に選択拡散法に
より複数形成されるＰ型のベース領域４…４、該
ベース領域４…４内にベース領域と同じように選
択拡散法により夫々形成されるN+型のエミツタ
領域５…５、前記半導体基板３表面を被覆するよ
うに例えば熱酸化やCVD法により形成されたシ
リコン酸化膜６と、該シリコン酸化膜６を介して
前記ベース領域４…４およびエミツタ領域５…５
とオーミツクコンタクトして形成される第１ベー
ス電極７…７および第１エミツタ電極８…８と、
少なくとも該第１ベース電極７…７および第１エ
ミツタ電極８…８を被覆するように形成されたシ
リコン酸化膜９と、該シリコン酸化膜９上に夫々
の前記第１ベース電極７…７および第１エミツタ
電極８…８とオーミツクコンタクトする第２ベー
ス電極１０および第２エミツタ電極１１と、前記
コレクタ領域２とオーミツクコンタクトするコレ
クタ電極１２とがある。また図示してないが高耐
圧を可能とするガードリング領域やチヤンネルス
トツパーとして働くアニユラー領域等を形成して
も良い。
ここで例えばベース領域４…４はおよそ300μ
ｍ×300μｍで100個、Wiは150μｍで形成され、こ
のベース領域４…４の夫々にエミツタ領域５…５
がおよそ150μｍ×150μｍで形成される。前記拡
散領域は第１図イでは点線で示されている。また
第１エミツタ電極８…８の周辺に夫々第１ベース
電極７…７が囲むように形成され、例えばアルミ
ニウム蒸着されている。前記第１エミツタ電極８
…８および第１ベース電極７…７は２点鎖線で示
されている。更には第２エミツタ電極１１と第２
ベース電極１０はストライプ状または櫛歯状に形
成されており、前記電極１０，１１コンタクトは
一点鎖線で示されているように、ベースコンタク
トは第２ベース電極１０と平行に第１エミツタ電
極８の両端にあり、エミツタコンタクトは第１エ
ミツタ電極８…８のほぼ中央に形成されている。
また第１・第２絶縁膜６，９としてはシリコン窒
化膜等も考えられる。
ｍ×300μｍで100個、Wiは150μｍで形成され、こ
のベース領域４…４の夫々にエミツタ領域５…５
がおよそ150μｍ×150μｍで形成される。前記拡
散領域は第１図イでは点線で示されている。また
第１エミツタ電極８…８の周辺に夫々第１ベース
電極７…７が囲むように形成され、例えばアルミ
ニウム蒸着されている。前記第１エミツタ電極８
…８および第１ベース電極７…７は２点鎖線で示
されている。更には第２エミツタ電極１１と第２
ベース電極１０はストライプ状または櫛歯状に形
成されており、前記電極１０，１１コンタクトは
一点鎖線で示されているように、ベースコンタク
トは第２ベース電極１０と平行に第１エミツタ電
極８の両端にあり、エミツタコンタクトは第１エ
ミツタ電極８…８のほぼ中央に形成されている。
また第１・第２絶縁膜６，９としてはシリコン窒
化膜等も考えられる。
本発明の特徴は前記ベース面積LB 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
面積を有するトランジスタを複数個形成すること
にある。
領域幅Wiの比が所定値以下であるようなベース
面積を有するトランジスタを複数個形成すること
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IC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LBの正方形
であるとすると、上面がLB 2、下面が（LB＋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、（LB＋2Wi）2は（LB＋Wi）2となる。すな
わち、コレクタ電流ICはｎ（LB＋Wi）2とほぼ比例
する。従つて作用の欄でも説明したように、コレ
クタ領域幅Wiは無視できずコレクタ電流ICはベ
ース長LBに対して非線形領域を有する。その結
果前記ベース面積LB 2を小さくしてもコレクタ電
流ICがそれほど小さくならない領域があり、コレ
クタ容量は逆にベース面積LB 2と比例するので小
さくなる。
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IC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LBの正方形
であるとすると、上面がLB 2、下面が（LB＋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、（LB＋2Wi）2は（LB＋Wi）2となる。すな
わち、コレクタ電流ICはｎ（LB＋Wi）2とほぼ比例
する。従つて作用の欄でも説明したように、コレ
クタ領域幅Wiは無視できずコレクタ電流ICはベ
ース長LBに対して非線形領域を有する。その結
果前記ベース面積LB 2を小さくしてもコレクタ電
流ICがそれほど小さくならない領域があり、コレ
クタ容量は逆にベース面積LB 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４図のようになる。ここで
Wiは150μｍとする。第４図の本発明はLB＝300μ
ｍのユニツトトランジスタを100個並列に接続し
た際のトランジスタである。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前記ユニ
ツトトランジスタを100個並列に接続する必要が
あり、その際のコレクタ容量は200pFより1000pF
に減少する。その結果従来よりも約1/2のコレク
タ容量となり、逆に性能は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LB 2／Wiの所定値も変化してゆく、Wiを
150μｍとした場合はLB 2／Wiの比はおよそ1000以
下が望ましい。
スタを比較すると第４図のようになる。ここで
Wiは150μｍとする。第４図の本発明はLB＝300μ
ｍのユニツトトランジスタを100個並列に接続し
た際のトランジスタである。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前記ユニ
ツトトランジスタを100個並列に接続する必要が
あり、その際のコレクタ容量は200pFより1000pF
に減少する。その結果従来よりも約1/2のコレク
タ容量となり、逆に性能は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LB 2／Wiの所定値も変化してゆく、Wiを
150μｍとした場合はLB 2／Wiの比はおよそ1000以
下が望ましい。
第２図はWi＝150μｍとした場合であるが
LB 2＜1000×150
LB＜387μｍ
となりコレクタ容量が1/2となる効果が表われる
点である。
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ユニツトトランジスタを複
数有することで、前記コレクタ容量を減少させる
ことが可能となり、大電流で高周波特性の良いト
ランジスタが形成できる。
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ユニツトトランジスタを複
数有することで、前記コレクタ容量を減少させる
ことが可能となり、大電流で高周波特性の良いト
ランジスタが形成できる。
第１図イ・第１図ロは本発明のトランジスタの
概略平面図および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
図イ及び第３図ロは本発明のトランジスタにおけ
るコレクタ内の少数キヤリア状態を説明する概略
図、第４図は従来および本発明のトランジスタの
特性図、第５図は従来のトランジスタの概略平面
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はシリコン酸化膜、７は第１ベース電極、８は
第１エミツタ電極、９はシリコン酸化膜、１０は
第２ベース電極、１１は第２エミツタ電極であ
る。
概略平面図および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
図イ及び第３図ロは本発明のトランジスタにおけ
るコレクタ内の少数キヤリア状態を説明する概略
図、第４図は従来および本発明のトランジスタの
特性図、第５図は従来のトランジスタの概略平面
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はシリコン酸化膜、７は第１ベース電極、８は
第１エミツタ電極、９はシリコン酸化膜、１０は
第２ベース電極、１１は第２エミツタ電極であ
る。
Claims (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複数の
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、 前記半導体基板の裏側に設けられたコレクタ電
極と、 前記複数のベース領域および複数のエミツタ領
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、 前記個々の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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14241286A JPS62298172A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14241286A JPS62298172A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62298172A JPS62298172A (ja) | 1987-12-25 |
| JPH0587136B2 true JPH0587136B2 (ja) | 1993-12-15 |
Family
ID=15314734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14241286A Granted JPS62298172A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62298172A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50102271A (ja) * | 1974-01-09 | 1975-08-13 | ||
| JPS55165672A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-24 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS6129173A (ja) * | 1984-07-18 | 1986-02-10 | Sanyo Electric Co Ltd | トランジスタ |
| JPS6178162A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-21 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
-
1986
- 1986-06-17 JP JP14241286A patent/JPS62298172A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50102271A (ja) * | 1974-01-09 | 1975-08-13 | ||
| JPS55165672A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-24 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS6129173A (ja) * | 1984-07-18 | 1986-02-10 | Sanyo Electric Co Ltd | トランジスタ |
| JPS6178162A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-21 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62298172A (ja) | 1987-12-25 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |