JPH06181216A - 分離型上部コレクタを有するバイポーラモノリシック高パワーｒｆトランジスタ - Google Patents
分離型上部コレクタを有するバイポーラモノリシック高パワーｒｆトランジスタInfo
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- JPH06181216A JPH06181216A JP5220242A JP22024293A JPH06181216A JP H06181216 A JPH06181216 A JP H06181216A JP 5220242 A JP5220242 A JP 5220242A JP 22024293 A JP22024293 A JP 22024293A JP H06181216 A JPH06181216 A JP H06181216A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 熱伝導性で電気的絶縁性の基板を設けること
によって垂直方向に分離させた高周波高パワートランジ
スタを提供し、熱伝導性の良い外囲器に収容する。 【構成】 熱伝導性で電気的絶縁性の基板を設けること
によって垂直方向に分離させた高周波数高パワートラン
ジスタが提供され、該基板の上にトランジスタコンポー
ネント（コレクタ、ベース、エミッタ等）を成長させ、
ヒートシンクの上に直接的に位置させ、且つベースメタ
ルコンタクト、エミッタメタルコンタクト、コレクタメ
タルコンタクトによって該トランジスタの上に平坦な上
部表面を形成する。垂直分離によって、本トランジスタ
の熱管理能力が改善されている。更に、このような垂直
に分離したトランジスタは横方向分離に良好に適合して
おり、それは従来のデバイスにおいて固有の容量問題を
解決する。
によって垂直方向に分離させた高周波高パワートランジ
スタを提供し、熱伝導性の良い外囲器に収容する。 【構成】 熱伝導性で電気的絶縁性の基板を設けること
によって垂直方向に分離させた高周波数高パワートラン
ジスタが提供され、該基板の上にトランジスタコンポー
ネント（コレクタ、ベース、エミッタ等）を成長させ、
ヒートシンクの上に直接的に位置させ、且つベースメタ
ルコンタクト、エミッタメタルコンタクト、コレクタメ
タルコンタクトによって該トランジスタの上に平坦な上
部表面を形成する。垂直分離によって、本トランジスタ
の熱管理能力が改善されている。更に、このような垂直
に分離したトランジスタは横方向分離に良好に適合して
おり、それは従来のデバイスにおいて固有の容量問題を
解決する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波数パワートラン
ジスタに関するものであって、更に詳細には、飽和パワ
ー、利得、効率及び信頼性を改善すると共に改良した熱
管理を有する分離型上部コレクタコンタクトを有するバ
イポーラモノリシック高パワーＲＦトランジスタに関す
るものである。
ジスタに関するものであって、更に詳細には、飽和パワ
ー、利得、効率及び信頼性を改善すると共に改良した熱
管理を有する分離型上部コレクタコンタクトを有するバ
イポーラモノリシック高パワーＲＦトランジスタに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ＲＦ（無線周波数乃至は高周波数）パワ
ートランジスタは、今日、キロワットＦＭ放送送信機、
ＴＶ送信機、二方向モービルラジオ、携帯電話、航空機
通信、レーダー、多様な軍事的適用におけるソリッドス
テートの供給源を与える熟成した製品である。キロワッ
トまでのパワーレベルは、過去２５年における半導体業
界におけるこの分野における前進の証である。より高い
パワー及びより高い周波数の動作が所望されている。
ートランジスタは、今日、キロワットＦＭ放送送信機、
ＴＶ送信機、二方向モービルラジオ、携帯電話、航空機
通信、レーダー、多様な軍事的適用におけるソリッドス
テートの供給源を与える熟成した製品である。キロワッ
トまでのパワーレベルは、過去２５年における半導体業
界におけるこの分野における前進の証である。より高い
パワー及びより高い周波数の動作が所望されている。
【０００３】ＲＦ適用場面に対する半導体装置の使用
は、熱散逸、寸法、信頼性及びその他の改善された特性
がこのような装置を多くの適用場面に対して適したもの
とすることによって、劇的に増加している。三つの主要
なコンポーネントとしてエミッタ、ベース、コレクタを
有する半導体トランジスタは小型であり、従って、一般
的にパッケージ内に組込まれる。ＲＦパッケージは、半
導体コンポーネント、特にトランジスタを保持し、且つ
他のコンポーネントへの接続のために容易に使用可能な
端子を与えるために使用される。
は、熱散逸、寸法、信頼性及びその他の改善された特性
がこのような装置を多くの適用場面に対して適したもの
とすることによって、劇的に増加している。三つの主要
なコンポーネントとしてエミッタ、ベース、コレクタを
有する半導体トランジスタは小型であり、従って、一般
的にパッケージ内に組込まれる。ＲＦパッケージは、半
導体コンポーネント、特にトランジスタを保持し、且つ
他のコンポーネントへの接続のために容易に使用可能な
端子を与えるために使用される。
【０００４】このようなパッケージを使用する場合に、
熱管理が重要であり、特に、発生された熱量を増加させ
るハイパワー発生レベルにおいて重要である。熱はトラ
ンジスタの性能及び動作寿命を短縮させる。更に、コレ
クタ・ベース接合において発生される熱は、蓄積され
て、装置を究極的に短絡させる場合がある。
熱管理が重要であり、特に、発生された熱量を増加させ
るハイパワー発生レベルにおいて重要である。熱はトラ
ンジスタの性能及び動作寿命を短縮させる。更に、コレ
クタ・ベース接合において発生される熱は、蓄積され
て、装置を究極的に短絡させる場合がある。
【０００５】従って、ＲＦトランジスタは、しばしば、
熱を持ち去るために水冷却型組立体を必要とする。一
方、該トランジスタは、ヒートシンクとして作用し且つ
該トランジスタにより発生された熱を散逸させる熱伝導
性パッド上に装着する場合がある。然しながら、電気的
損失を防止するために、熱伝導性パッドは電気的に絶縁
性のものでなければならない。従って、熱伝導性電気的
絶縁性の物質が装着用のパッドに使用される。典型的
に、その物質はベリリア（酸化ベリリウム−ＢｅＯ）で
あるが、アルミナ（酸化アルミニウム−Ａｌ2 Ｏ3 ）及
び、より最近には、窒化ボロン（ＢＮ）が時より使用さ
れている。
熱を持ち去るために水冷却型組立体を必要とする。一
方、該トランジスタは、ヒートシンクとして作用し且つ
該トランジスタにより発生された熱を散逸させる熱伝導
性パッド上に装着する場合がある。然しながら、電気的
損失を防止するために、熱伝導性パッドは電気的に絶縁
性のものでなければならない。従って、熱伝導性電気的
絶縁性の物質が装着用のパッドに使用される。典型的
に、その物質はベリリア（酸化ベリリウム−ＢｅＯ）で
あるが、アルミナ（酸化アルミニウム−Ａｌ2 Ｏ3 ）及
び、より最近には、窒化ボロン（ＢＮ）が時より使用さ
れている。
【０００６】ベリリア（ＢｅＯ）はＡｌ2 Ｏ3 よりも良
好な熱伝導性を有しており、従って、より一般的に使用
される。然しながら、ＢｅＯは高度に毒性の強いもので
あるから、ＢｅＯを取扱い且つ処理する場合には注意が
必要である。ＢｅＯパッドが機械加工されるか又は研磨
される場合に発生される粉末形態にある場合には人間の
呼吸器系統にとって有害なものとなる場合がある。Ｂｅ
Ｏが安全に取扱われ且つ不適切に人間と接触することが
回避されることを確保するために適切な装置及び安全策
が必要である。軍隊は、例外的な場合以外にＢｅＯを使
用することを禁止している。ＢｅＯをＢＮと置換するた
めの政府が資金を拠出する政策がある。従来技術のパッ
ケージの別の欠点は、ＢｅＯがコンポーネントである場
合には、ＢｅＯの「薄い」パッドが使用されるという点
である。このパッドはプレフォームによってヒートシン
クへ固着され、そのことは二つの界面、即ちパッドとプ
レフォームとの間及びプレフォームとヒートシンクとの
間の二つの界面を形成する。これらの界面は、接続部の
熱伝導性を減少させ且つエキストラな処理ステップを必
要とする。
好な熱伝導性を有しており、従って、より一般的に使用
される。然しながら、ＢｅＯは高度に毒性の強いもので
あるから、ＢｅＯを取扱い且つ処理する場合には注意が
必要である。ＢｅＯパッドが機械加工されるか又は研磨
される場合に発生される粉末形態にある場合には人間の
呼吸器系統にとって有害なものとなる場合がある。Ｂｅ
Ｏが安全に取扱われ且つ不適切に人間と接触することが
回避されることを確保するために適切な装置及び安全策
が必要である。軍隊は、例外的な場合以外にＢｅＯを使
用することを禁止している。ＢｅＯをＢＮと置換するた
めの政府が資金を拠出する政策がある。従来技術のパッ
ケージの別の欠点は、ＢｅＯがコンポーネントである場
合には、ＢｅＯの「薄い」パッドが使用されるという点
である。このパッドはプレフォームによってヒートシン
クへ固着され、そのことは二つの界面、即ちパッドとプ
レフォームとの間及びプレフォームとヒートシンクとの
間の二つの界面を形成する。これらの界面は、接続部の
熱伝導性を減少させ且つエキストラな処理ステップを必
要とする。
【０００７】更に、ＢｅＯは約２００乃至２５０℃まで
の高い熱伝導性を有しているが、その性能は温度が増加
すると共に減少する。従って、ＢｅＯパッドは熱的に飽
和され且つ発生された熱を散逸させることが不可能であ
るので、通常の動作レベルを超えてより高いパワーレベ
ルへＲＦトランジスタを駆動する試みは失敗に帰する。
熱散逸が行われない場合には、ＲＦトランジスタはスラ
ンプ状態となり、そのパワーは単純に低下する。このよ
うなスランプは既存のＲＦトランジスタパッケージの典
型である。
の高い熱伝導性を有しているが、その性能は温度が増加
すると共に減少する。従って、ＢｅＯパッドは熱的に飽
和され且つ発生された熱を散逸させることが不可能であ
るので、通常の動作レベルを超えてより高いパワーレベ
ルへＲＦトランジスタを駆動する試みは失敗に帰する。
熱散逸が行われない場合には、ＲＦトランジスタはスラ
ンプ状態となり、そのパワーは単純に低下する。このよ
うなスランプは既存のＲＦトランジスタパッケージの典
型である。
【０００８】熱管理を改善するために、ダイヤモンド拡
散器が使用されている。ダイヤモンドは良好な熱伝導体
であり、それはＲＦトランジスタパッケージ内に組込む
ことが可能である。ダイヤモンドを使用するパッケージ
はＢｅＯよりも著しく高速で熱を散逸させ、且つスラン
プ状態となることなしにより高いパワーレベルを達成す
ることが可能である。然しながら、ダイヤモンドは高価
な物質である。それを使用することは、高パワーＲＦト
ランジスタパッケージにおける熱管理の重要性を表わし
ている。
散器が使用されている。ダイヤモンドは良好な熱伝導体
であり、それはＲＦトランジスタパッケージ内に組込む
ことが可能である。ダイヤモンドを使用するパッケージ
はＢｅＯよりも著しく高速で熱を散逸させ、且つスラン
プ状態となることなしにより高いパワーレベルを達成す
ることが可能である。然しながら、ダイヤモンドは高価
な物質である。それを使用することは、高パワーＲＦト
ランジスタパッケージにおける熱管理の重要性を表わし
ている。
【０００９】使用されるＢｅＯパッドは、通常、約１乃
至１．５ｍｍの厚さである。ＢｅＯの機械的強度は低い
のでこのような厚さとすることが必要である。厚さが不
充分である場合には、取付けの場合に、又は後の使用期
間中における加熱の場合にパッドに亀裂が入ったり割れ
たりする場合がある。従って、ＢｅＯパッドを使用する
場合には、ＲＦパッケージの全体的な高さが増加され
る。
至１．５ｍｍの厚さである。ＢｅＯの機械的強度は低い
のでこのような厚さとすることが必要である。厚さが不
充分である場合には、取付けの場合に、又は後の使用期
間中における加熱の場合にパッドに亀裂が入ったり割れ
たりする場合がある。従って、ＢｅＯパッドを使用する
場合には、ＲＦパッケージの全体的な高さが増加され
る。
【００１０】最も一般的には、高パワー及び周波数範囲
において動作するＲＦトランジスタは、単一のハウジン
グ即ち組立体内において並列的に動作する幾つかの半導
体ダイから製造される。高コストの多数の複雑な内部部
品を使用し、そのことは過剰な数の溶接又はハンダ付け
をした接続部を必要とし、そのことは信頼性に悪影響を
与える。これらの半導体ダイが同一の基板物質片上で動
作するモノリシック回路を形成することが望ましい。
において動作するＲＦトランジスタは、単一のハウジン
グ即ち組立体内において並列的に動作する幾つかの半導
体ダイから製造される。高コストの多数の複雑な内部部
品を使用し、そのことは過剰な数の溶接又はハンダ付け
をした接続部を必要とし、そのことは信頼性に悪影響を
与える。これらの半導体ダイが同一の基板物質片上で動
作するモノリシック回路を形成することが望ましい。
【００１１】ＲＦトランジスタは、更に、典型的に、一
つ又はそれ以上の上部表面コンタクト及び少なくとも一
つの底部表面コンタクトを有している。従って、マルチ
プレーン（多面）端子配列が存在している。このような
配列は問題がある。何故ならば、それは、より多くの内
部的相互接続を必要とし、リード長を増加させ、且つイ
ンダクタンスを上昇させるからである。入力回路と出力
回路との間の寄生カップリングは損失及び不所望のフィ
ードバック効果を発生し、それらは性能を劣化させる。
単一の上部平坦表面コンタクトが望ましい。
つ又はそれ以上の上部表面コンタクト及び少なくとも一
つの底部表面コンタクトを有している。従って、マルチ
プレーン（多面）端子配列が存在している。このような
配列は問題がある。何故ならば、それは、より多くの内
部的相互接続を必要とし、リード長を増加させ、且つイ
ンダクタンスを上昇させるからである。入力回路と出力
回路との間の寄生カップリングは損失及び不所望のフィ
ードバック効果を発生し、それらは性能を劣化させる。
単一の上部平坦表面コンタクトが望ましい。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】既存のＲＦトランジス
タパッケージを改善するために、分離型上部コレクタコ
ンタクトを有する新規のバイポーラモノリシック高パワ
ーＲＦトランジスタが提供される。本発明の目的とする
ところは、高パワー及び高周波数範囲においても効率的
に且つ信頼性をもって動作する改良型トランジスタを提
供することである。本発明の関連する目的は、垂直分離
を与えることによって熱が発生される場合に迅速に熱を
散逸させるＲＦトランジスタパッケージにおける熱管理
を改善することである。これらの関連する目的を達成す
ることにより、パワースランプの発生が回避される。
タパッケージを改善するために、分離型上部コレクタコ
ンタクトを有する新規のバイポーラモノリシック高パワ
ーＲＦトランジスタが提供される。本発明の目的とする
ところは、高パワー及び高周波数範囲においても効率的
に且つ信頼性をもって動作する改良型トランジスタを提
供することである。本発明の関連する目的は、垂直分離
を与えることによって熱が発生される場合に迅速に熱を
散逸させるＲＦトランジスタパッケージにおける熱管理
を改善することである。これらの関連する目的を達成す
ることにより、パワースランプの発生が回避される。
【００１３】本発明の別の目的とするところは、典型的
な熱伝導性電気的絶縁性ＢｅＯマウントパッドを置換さ
せ、その際にこのようなパッドを使用することに内在す
る問題を回避することである。このような置換は、好適
にはダイヤモンド等の高価な物質を組込むことなしに行
われる。別の目的は、改善したＲＦトランジスタパッケ
ージを製造する場合に従来の平坦処理ステップ及び装置
を使用し、且つこれらの必要とされる処理ステップを簡
単化することである。例えば、ＢｅＯパッドをヒートシ
ンクへ取付ける典型的なステップを回避することによっ
て簡単化を行なうことが可能である。
な熱伝導性電気的絶縁性ＢｅＯマウントパッドを置換さ
せ、その際にこのようなパッドを使用することに内在す
る問題を回避することである。このような置換は、好適
にはダイヤモンド等の高価な物質を組込むことなしに行
われる。別の目的は、改善したＲＦトランジスタパッケ
ージを製造する場合に従来の平坦処理ステップ及び装置
を使用し、且つこれらの必要とされる処理ステップを簡
単化することである。例えば、ＢｅＯパッドをヒートシ
ンクへ取付ける典型的なステップを回避することによっ
て簡単化を行なうことが可能である。
【００１４】本発明の更に別の目的とするところは、パ
ッケージの上部表面上に分離型コレクタを包含する全て
のコンタクトを設けることである。更に別の目的は、ト
ランジスタダイをヒートシンクへ直接マウントすること
が可能であるように、真性の電気的に絶縁性の基板上に
ＲＦトランジスタを構築することである。関連する目的
は、ＲＦトランジスタを横方向に分離することによって
モノリシック回路内にＲＦトランジスタを製造すること
であり、同一の基板物質片上に異なった電気的コンポー
ネントを配置させることが可能である。このような横方
向分離も、高パワーＲＦトランジスタにおいて特に強調
される寄生容量問題を解決する。
ッケージの上部表面上に分離型コレクタを包含する全て
のコンタクトを設けることである。更に別の目的は、ト
ランジスタダイをヒートシンクへ直接マウントすること
が可能であるように、真性の電気的に絶縁性の基板上に
ＲＦトランジスタを構築することである。関連する目的
は、ＲＦトランジスタを横方向に分離することによって
モノリシック回路内にＲＦトランジスタを製造すること
であり、同一の基板物質片上に異なった電気的コンポー
ネントを配置させることが可能である。このような横方
向分離も、高パワーＲＦトランジスタにおいて特に強調
される寄生容量問題を解決する。
【００１５】これらの目的及びその他の目的を達成する
ために、本発明では、金属ヒートシンク上にマウント即
ち装着すべく適合した底部表面と、ベース領域と、前記
ベース領域へ電気的に接続したベースメタルコンタクト
と、エミッタ・ベース接合を形成する前記ベース領域内
のエミッタ領域と、前記エミッタ領域へ電気的に接続し
たエミッタメタルコンタクトと、ベース・コレクタ接合
を形成するコレクタ領域と、前記コレクタ領域に電気的
に接続したコレクタメタルコンタクトと、前記ベースメ
タルコンタクト、前記エミッタメタルコンタクト、前記
コレクタメタルコンタクトを電気的に分離する絶縁層と
を有するタイプの改善した高周波数高パワートランジス
タが提供される。垂直に分離したトランジスタを与える
改良は、ヒートシンクの直接上に位置させた熱伝導性電
気的絶縁性基板を有しており、その上に、トランジスタ
コンポーネント（コレクタ、ベース、エミッタ等）を成
長させ、且つベースメタルコンタクト、エミッタメタル
コンタクト、コレクタメタルコンタクトによって、その
トランジスタの上に平坦な上部表面を形成する。
ために、本発明では、金属ヒートシンク上にマウント即
ち装着すべく適合した底部表面と、ベース領域と、前記
ベース領域へ電気的に接続したベースメタルコンタクト
と、エミッタ・ベース接合を形成する前記ベース領域内
のエミッタ領域と、前記エミッタ領域へ電気的に接続し
たエミッタメタルコンタクトと、ベース・コレクタ接合
を形成するコレクタ領域と、前記コレクタ領域に電気的
に接続したコレクタメタルコンタクトと、前記ベースメ
タルコンタクト、前記エミッタメタルコンタクト、前記
コレクタメタルコンタクトを電気的に分離する絶縁層と
を有するタイプの改善した高周波数高パワートランジス
タが提供される。垂直に分離したトランジスタを与える
改良は、ヒートシンクの直接上に位置させた熱伝導性電
気的絶縁性基板を有しており、その上に、トランジスタ
コンポーネント（コレクタ、ベース、エミッタ等）を成
長させ、且つベースメタルコンタクト、エミッタメタル
コンタクト、コレクタメタルコンタクトによって、その
トランジスタの上に平坦な上部表面を形成する。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明の一実施例に基づいて構成し
た半導体構成体を示している。注意すべきことである
が、半導体技術分野における通常の表記方法にしたがっ
て、この図面中の種々の層は縮尺通りに描いたものでは
ない。種々の層の幅又は長さ及び厚さは図面を見易くす
るために任意的に拡大したり縮少したりしてある。
た半導体構成体を示している。注意すべきことである
が、半導体技術分野における通常の表記方法にしたがっ
て、この図面中の種々の層は縮尺通りに描いたものでは
ない。種々の層の幅又は長さ及び厚さは図面を見易くす
るために任意的に拡大したり縮少したりしてある。
【００１７】バイポーラトランジスタは近接した二個の
ＰＮ接合を有する電子デバイス（装置）である。このよ
うなトランジスタは三つの活性領域、即ちエミッタ、ベ
ース、コレクタを有している。典型的に、これらの二つ
のＰＮ接合、即ちエミッタ・ベース接合及びコレクタ・
ベース接合は、単一の半導体物質片内に存在しており且
つある距離だけ分離されている。その距離は非常に重要
である。それは、殆ど常に１０μｍ以下であり、且つ、
高性能バイポーラトランジスタの場合には、通常、０．
５μｍ以下である。近傍の接合のバイアスにおける変化
によって一つのＰＮ接合において電流の流れが変調され
ることをバイポーラトランジスタ作用と呼ばれる。
ＰＮ接合を有する電子デバイス（装置）である。このよ
うなトランジスタは三つの活性領域、即ちエミッタ、ベ
ース、コレクタを有している。典型的に、これらの二つ
のＰＮ接合、即ちエミッタ・ベース接合及びコレクタ・
ベース接合は、単一の半導体物質片内に存在しており且
つある距離だけ分離されている。その距離は非常に重要
である。それは、殆ど常に１０μｍ以下であり、且つ、
高性能バイポーラトランジスタの場合には、通常、０．
５μｍ以下である。近傍の接合のバイアスにおける変化
によって一つのＰＮ接合において電流の流れが変調され
ることをバイポーラトランジスタ作用と呼ばれる。
【００１８】これら三つの領域の各々に外部リードを取
付けることが可能である。このようなリードを介して、
入力電圧及び電流をデバイスへ供給することが可能であ
り、且つ出力電圧及び電流をデバイスから取ることが可
能である。エミッタ及びコレクタがドープしたＮ型であ
り且つベースがドープしたＰ型である場合には、そのデ
バイスはＮＰＮトランジスタ（図１に示したもの）と呼
ばれる。反対のドーピング形態の場合には、そのデバイ
スはＰＮＰトランジスタと呼ばれる。
付けることが可能である。このようなリードを介して、
入力電圧及び電流をデバイスへ供給することが可能であ
り、且つ出力電圧及び電流をデバイスから取ることが可
能である。エミッタ及びコレクタがドープしたＮ型であ
り且つベースがドープしたＰ型である場合には、そのデ
バイスはＮＰＮトランジスタ（図１に示したもの）と呼
ばれる。反対のドーピング形態の場合には、そのデバイ
スはＰＮＰトランジスタと呼ばれる。
【００１９】図１は、本発明のトランジスタ１０のため
の開始物質が高度に熱伝導性であり、電気的絶縁性であ
り、「１００」配向状態を有し、１，０００Ω・ｃｍ以
上の固有抵抗を有する真性シリコン基板１２である。基
板１２を使用することによって、トランジスタ１０をＢ
ｅＯを使用する必要性なしに、パッケージのヒートシン
ク１４へ直接的にマウントさせることが可能である。ヒ
ートシンク１４は、典型的に、銅又はエルコナイト（ｅ
ｌｋｏｎｉｔｅ）フランジである。
の開始物質が高度に熱伝導性であり、電気的絶縁性であ
り、「１００」配向状態を有し、１，０００Ω・ｃｍ以
上の固有抵抗を有する真性シリコン基板１２である。基
板１２を使用することによって、トランジスタ１０をＢ
ｅＯを使用する必要性なしに、パッケージのヒートシン
ク１４へ直接的にマウントさせることが可能である。ヒ
ートシンク１４は、典型的に、銅又はエルコナイト（ｅ
ｌｋｏｎｉｔｅ）フランジである。
【００２０】全ての「真性」物質は多少の残留不純物を
有している。ＮＰＮトランジスタを製造する場合には、
真性基板１２はＰ型残留不純物を有している。ＰＮＰト
ランジスタを製造する場合には、真性基板１２はＮ型残
留不純物を有している。従って、真性シリコン基板１２
内の多少の残留不純物は、好適には、エミッタ及びコレ
クタのドープした導電型と反対の導電型であり且つベー
スのドープした導電型と同一の導電型である。このよう
な好適実施例は潜在的なリーク経路を減少させる。
有している。ＮＰＮトランジスタを製造する場合には、
真性基板１２はＰ型残留不純物を有している。ＰＮＰト
ランジスタを製造する場合には、真性基板１２はＮ型残
留不純物を有している。従って、真性シリコン基板１２
内の多少の残留不純物は、好適には、エミッタ及びコレ
クタのドープした導電型と反対の導電型であり且つベー
スのドープした導電型と同一の導電型である。このよう
な好適実施例は潜在的なリーク経路を減少させる。
【００２１】トランジスタ１０は公知のプレーナープロ
セスを使用して製造される。トランジスタ１０を製造す
るために使用する特定のデバイス寸法、ドーピング濃
度、処理シーケンスは、当該技術分野において典型的な
ものであり、以下に説明するパラメータは、適切な特性
の相対的な範囲がどのようなものであるか示すために例
示的に記載するものである。
セスを使用して製造される。トランジスタ１０を製造す
るために使用する特定のデバイス寸法、ドーピング濃
度、処理シーケンスは、当該技術分野において典型的な
ものであり、以下に説明するパラメータは、適切な特性
の相対的な範囲がどのようなものであるか示すために例
示的に記載するものである。
【００２２】コレクタ領域は軽度にＮ型にドープしたエ
ピタキシャルスーパーコレクタ（Ｎ- ）層１８の下側に
成長させた高度のＮ型にドープした（Ｎ+ ）サブコレク
タ層１６から構成されている。これら両方の層は、典型
的に、Ｎ型シリコンである。Ｎ+ 層１６は高導電性で低
い固有抵抗を有しており、その厚さは約２００乃至１
０，０００μｍであり、且つその濃度は１０18乃至１０
19ドーパント原子数／ｃｃである。液体又は蒸気相エピ
タキシを使用することにより、又は多結晶シリコン層を
堆積させ次いで再結晶化させることによって（米国特許
第４，６５１，４１０号、発明者Ｆｅｙｇｅｎｓｏｎに
開示されている如く）、従来の態様でＮ+層１６上に
０．１乃至５μｍの間の厚さにＮ- 層１８を成長させ
る。Ｎ- 層１８は、１０15乃至１０16ドーパント原子数
／ｃｃの濃度へドープすることが可能である。
ピタキシャルスーパーコレクタ（Ｎ- ）層１８の下側に
成長させた高度のＮ型にドープした（Ｎ+ ）サブコレク
タ層１６から構成されている。これら両方の層は、典型
的に、Ｎ型シリコンである。Ｎ+ 層１６は高導電性で低
い固有抵抗を有しており、その厚さは約２００乃至１
０，０００μｍであり、且つその濃度は１０18乃至１０
19ドーパント原子数／ｃｃである。液体又は蒸気相エピ
タキシを使用することにより、又は多結晶シリコン層を
堆積させ次いで再結晶化させることによって（米国特許
第４，６５１，４１０号、発明者Ｆｅｙｇｅｎｓｏｎに
開示されている如く）、従来の態様でＮ+層１６上に
０．１乃至５μｍの間の厚さにＮ- 層１８を成長させ
る。Ｎ- 層１８は、１０15乃至１０16ドーパント原子数
／ｃｃの濃度へドープすることが可能である。
【００２３】説明の便宜上、コレクタ領域に対する組成
としてＮ型物質を選択しているが、Ｐ型物質を使用する
ことも可能であることを理解すべきである。その場合に
は、半導体物質及びドーパントの導電型は逆転され、従
ってＮＰＮトランジスタではなくＰＮＰトランジスタが
製造される。
としてＮ型物質を選択しているが、Ｐ型物質を使用する
ことも可能であることを理解すべきである。その場合に
は、半導体物質及びドーパントの導電型は逆転され、従
ってＮＰＮトランジスタではなくＰＮＰトランジスタが
製造される。
【００２４】高度にドープしたコレクタ領域は、基板１
２からコレクタ領域内への注入効率の減少及び再結合に
よって実効的にサイリスタ作用を停止させる。更に、コ
レクタ領域がバイアスされると、基板１２を貫通して空
乏領域が延在する。空乏領域の厚さは寄生容量を制御す
る。然しながら、コレクタ領域を介して分離溝を使用す
る場合には、モノリシック回路の活性区域のみが寄生容
量に影響を与える。適切な構成は、その活性区域をチッ
プ面積の約３０％へ制限する。
２からコレクタ領域内への注入効率の減少及び再結合に
よって実効的にサイリスタ作用を停止させる。更に、コ
レクタ領域がバイアスされると、基板１２を貫通して空
乏領域が延在する。空乏領域の厚さは寄生容量を制御す
る。然しながら、コレクタ領域を介して分離溝を使用す
る場合には、モノリシック回路の活性区域のみが寄生容
量に影響を与える。適切な構成は、その活性区域をチッ
プ面積の約３０％へ制限する。
【００２５】コレクタ領域が所定の位置に設けられる
と、ベース領域２２とエミッタ領域２４とが形成され
る。ベース２２は０．５乃至３．２５μｍの典型的な深
さと１０ 16乃至１０19原子数／ｃｃの濃度を有するＰ型
シリコンである。エミッタ２４は０．２５乃至２．５μ
ｍの典型的な深さと１０20乃至１０22原子数／ｃｃの濃
度を有するＮ型シリコンである。従来の熱酸化成長、ホ
トリソグラフィ、エッチング技術によって、一体化可能
なバイポーラトランジスタを形成すべき領域の上方に孔
が設けられた絶縁性の二酸化シリコン層２０が設けられ
る。層２０は、約０．２乃至６μｍの厚さとすることが
可能であり、且つ、好適には、特に高周波数において寄
生容量を減少させるために可及的に厚いものとする。
と、ベース領域２２とエミッタ領域２４とが形成され
る。ベース２２は０．５乃至３．２５μｍの典型的な深
さと１０ 16乃至１０19原子数／ｃｃの濃度を有するＰ型
シリコンである。エミッタ２４は０．２５乃至２．５μ
ｍの典型的な深さと１０20乃至１０22原子数／ｃｃの濃
度を有するＮ型シリコンである。従来の熱酸化成長、ホ
トリソグラフィ、エッチング技術によって、一体化可能
なバイポーラトランジスタを形成すべき領域の上方に孔
が設けられた絶縁性の二酸化シリコン層２０が設けられ
る。層２０は、約０．２乃至６μｍの厚さとすることが
可能であり、且つ、好適には、特に高周波数において寄
生容量を減少させるために可及的に厚いものとする。
【００２６】トランジスタ１０内の電流の流れ経路は顕
著な固有抵抗を有しているので、本デバイスの三つの主
要領域の各々において寄生直列抵抗が存在する。コレク
タ直列抵抗、ベース直列抵抗、及びエミッタ直列抵抗の
各々は可及的に小さなものでなければならない。同様な
寄生容量も存在し、それは最小のものとされねばならな
い。
著な固有抵抗を有しているので、本デバイスの三つの主
要領域の各々において寄生直列抵抗が存在する。コレク
タ直列抵抗、ベース直列抵抗、及びエミッタ直列抵抗の
各々は可及的に小さなものでなければならない。同様な
寄生容量も存在し、それは最小のものとされねばならな
い。
【００２７】Ｎ型層を形成するために使用するドーパン
トは燐、砒素、アンチモン等とすることが可能である。
砒素が望ましい場合が多い。何故ならば、それはより低
い拡散係数を有しており、より急激なるベース・エミッ
タ接合を与え、性能を向上させ、且つより低い固有抵抗
の層を与えるからである。砒素はアンチモンよりも１５
倍高い固体溶解度を有しており、且つ燐よりも１．５倍
高い固体溶解度を有している。従って、砒素は、電流を
導通させるためにより多くの不純物を使用可能なものと
させるので好適である。ボロンは、Ｐ型ベース２２にお
けるドーパントとして使用される。種々の層をドープす
るために使用される典型的なプロセスとしては、気体又
は酸化物供給源からの堆積（付着）、イオン注入、及び
濃度及び深さを調節するための拡散等がある。
トは燐、砒素、アンチモン等とすることが可能である。
砒素が望ましい場合が多い。何故ならば、それはより低
い拡散係数を有しており、より急激なるベース・エミッ
タ接合を与え、性能を向上させ、且つより低い固有抵抗
の層を与えるからである。砒素はアンチモンよりも１５
倍高い固体溶解度を有しており、且つ燐よりも１．５倍
高い固体溶解度を有している。従って、砒素は、電流を
導通させるためにより多くの不純物を使用可能なものと
させるので好適である。ボロンは、Ｐ型ベース２２にお
けるドーパントとして使用される。種々の層をドープす
るために使用される典型的なプロセスとしては、気体又
は酸化物供給源からの堆積（付着）、イオン注入、及び
濃度及び深さを調節するための拡散等がある。
【００２８】次いで、エミッタ、ベース、コレクタメタ
ルコンタクトを形成するが、それらは全てトランジスタ
１０の上部表面に形成する。エミッタメタルコンタクト
２８、ベースメタルコンタクト３０、コレクタメタルコ
ンタクト３２は平坦な表面２６を形成する。このような
配置は、トランジスタ１０と他のコンポーネントの界面
を容易なものとさせ、且つトランジスタの全体的な寸法
を減少させる。トランジスタ１０の上部表面上にコレク
タメタルコンタクト３２を配置することにより、不所望
な容量効果が減少される。次いで、リード３６，３８，
４０を三つのメタルコンタクトの各々へ電気的に接続状
態とさせる。
ルコンタクトを形成するが、それらは全てトランジスタ
１０の上部表面に形成する。エミッタメタルコンタクト
２８、ベースメタルコンタクト３０、コレクタメタルコ
ンタクト３２は平坦な表面２６を形成する。このような
配置は、トランジスタ１０と他のコンポーネントの界面
を容易なものとさせ、且つトランジスタの全体的な寸法
を減少させる。トランジスタ１０の上部表面上にコレク
タメタルコンタクト３２を配置することにより、不所望
な容量効果が減少される。次いで、リード３６，３８，
４０を三つのメタルコンタクトの各々へ電気的に接続状
態とさせる。
【００２９】特に、分離型コレクタメタルコンタクト３
２を形成する点について説明すると、最初に、トランジ
スタ１０の上部に溝を設ける。この溝は、酸化物２０、
Ｎ-層１８を貫通し且つ部分的にＮ+ 層１６内に延在し
ている。溝内に形成される場合にコレクタメタルコンタ
クト３２とＮ+ 層１６との間の電気的通信は、コレクシ
ョンが発生することを可能とする。コレクタメタルコン
タクト３２は、酸化物２０の上側に延在しており、外部
電気的通信のための上部表面コンタクトを与えている。
コレクタメタルコンタクト３２を形成するための該溝の
メタリゼーションは、例えばスパッタリング及び電子ビ
ーム蒸発等の従来の物理的蒸気相付着プロセスを使用し
て行われる。
２を形成する点について説明すると、最初に、トランジ
スタ１０の上部に溝を設ける。この溝は、酸化物２０、
Ｎ-層１８を貫通し且つ部分的にＮ+ 層１６内に延在し
ている。溝内に形成される場合にコレクタメタルコンタ
クト３２とＮ+ 層１６との間の電気的通信は、コレクシ
ョンが発生することを可能とする。コレクタメタルコン
タクト３２は、酸化物２０の上側に延在しており、外部
電気的通信のための上部表面コンタクトを与えている。
コレクタメタルコンタクト３２を形成するための該溝の
メタリゼーションは、例えばスパッタリング及び電子ビ
ーム蒸発等の従来の物理的蒸気相付着プロセスを使用し
て行われる。
【００３０】典型的には、例えば反応性イオンエッチン
グ等のエッチングプロセスを使用して該溝を形成する。
その他のプロセスを使用することも可能である。等方性
エッチングを使用する場合には、該溝はその幅と深さが
同じであり、且つ通常環状形状である。異方性エッチン
グが好適である。ウエットな異方性エッチングの場合に
は、図１に示した如くＶ形状の溝が形成される。プラズ
マ又は反応性イオンエッチングでは、高い幅−深さのア
スペクト比を有する矩形形状の溝を形成することが可能
である。典型的に、７μｍの深さの溝は１μｍの上部開
口を有することが可能である。各溝形状は夫々の利点と
欠点とを有している。
グ等のエッチングプロセスを使用して該溝を形成する。
その他のプロセスを使用することも可能である。等方性
エッチングを使用する場合には、該溝はその幅と深さが
同じであり、且つ通常環状形状である。異方性エッチン
グが好適である。ウエットな異方性エッチングの場合に
は、図１に示した如くＶ形状の溝が形成される。プラズ
マ又は反応性イオンエッチングでは、高い幅−深さのア
スペクト比を有する矩形形状の溝を形成することが可能
である。典型的に、７μｍの深さの溝は１μｍの上部開
口を有することが可能である。各溝形状は夫々の利点と
欠点とを有している。
【００３１】矩形状の溝はＶ形状溝よりも使用する面積
が小さい。従って、活性トランジスタをサポートするた
めにより多くの基板１２を使用することが可能であり、
且つトランジスタセルをより密接させて集積化すること
が可能である。一方、矩形形状の断面を有する溝をメタ
ライズすることは非常に困難である。Ｖ形状溝はより多
くの面積を必要とするが、それは処理が簡単であり、特
に、メタライズすることが簡単である。Ｖ形状溝を使用
して良好なコンタクトメタリゼーションをより信頼性を
もって形成される。
が小さい。従って、活性トランジスタをサポートするた
めにより多くの基板１２を使用することが可能であり、
且つトランジスタセルをより密接させて集積化すること
が可能である。一方、矩形形状の断面を有する溝をメタ
ライズすることは非常に困難である。Ｖ形状溝はより多
くの面積を必要とするが、それは処理が簡単であり、特
に、メタライズすることが簡単である。Ｖ形状溝を使用
して良好なコンタクトメタリゼーションをより信頼性を
もって形成される。
【００３２】いずれの場合においても、溝が形成される
と、それをメタライズしてＮ+ 層１６に対して良好なオ
ーミックコンタクトを有するコレクタメタルコンタクト
３２が形成される。その結果は上部コレクタと電気的絶
縁性基板とを使用する垂直分離である。このような垂直
分離は、従来のＲＦトランジスタの熱管理における固有
の問題を解決しており、ＢｅＯを除去し且つ真性シリコ
ン基板１２を使用することにより、４０乃至６０％程度
の熱的改善が達成される。
と、それをメタライズしてＮ+ 層１６に対して良好なオ
ーミックコンタクトを有するコレクタメタルコンタクト
３２が形成される。その結果は上部コレクタと電気的絶
縁性基板とを使用する垂直分離である。このような垂直
分離は、従来のＲＦトランジスタの熱管理における固有
の問題を解決しており、ＢｅＯを除去し且つ真性シリコ
ン基板１２を使用することにより、４０乃至６０％程度
の熱的改善が達成される。
【００３３】トランジスタ１０は多数の処理上の利点を
も提供している。トランジスタ１０を製造するために使
用する処理ステップは良好に確立されており、且つ従来
のトランジスタに対して必要とされるよりもその数は少
ない。従って、歩留まりが向上されている。垂直分離
は、トランジスタ１０が必要とする面積を従来のトラン
ジスタのものよりも小さなものとすることを可能として
いる。従って、集積度が増加されている。
も提供している。トランジスタ１０を製造するために使
用する処理ステップは良好に確立されており、且つ従来
のトランジスタに対して必要とされるよりもその数は少
ない。従って、歩留まりが向上されている。垂直分離
は、トランジスタ１０が必要とする面積を従来のトラン
ジスタのものよりも小さなものとすることを可能として
いる。従って、集積度が増加されている。
【００３４】トランジスタ１０は、更に、電気的な利点
を提供している。１５ワット、１２．５Ｖ、１７５メガ
ヘルツの設計ターゲットパラメータで構成したプロトタ
イプでは、その利得は８．５ｄｂであり、且つコレクタ
効率は６５％であった。それは、更に、パワースランプ
を発生することなしに良好なオーバードライブ能力を有
していた。何故ならば、そのデバイスの熱管理は従来の
トランジスタパッケージのものよりも改善されていたか
らである。同様に、より低い温度はデバイスが故障する
までの平均時間を増加させ、且つより低い接合温度は信
頼性を高めるものと予測される。
を提供している。１５ワット、１２．５Ｖ、１７５メガ
ヘルツの設計ターゲットパラメータで構成したプロトタ
イプでは、その利得は８．５ｄｂであり、且つコレクタ
効率は６５％であった。それは、更に、パワースランプ
を発生することなしに良好なオーバードライブ能力を有
していた。何故ならば、そのデバイスの熱管理は従来の
トランジスタパッケージのものよりも改善されていたか
らである。同様に、より低い温度はデバイスが故障する
までの平均時間を増加させ、且つより低い接合温度は信
頼性を高めるものと予測される。
【００３５】垂直に分離させた本デバイスのトランジス
タ１０は横方向分離に対して良好に適合されている。横
方向分離は、従来のデバイスにおける本質的な問題であ
る容量問題を解決する。垂直分離に関して上述したもの
と同様の原理を使用して、ＲＦトランジスタを真のＲＦ
「ディスク」の一部として、又はモノリシック回路又は
利得ブロックの一部として組込むことが可能である。横
方向分離は、同一の基板１２上において付加的なトラン
ジスタ又は異なった電気的デバイスが動作することを可
能とする。このようなデバイス間の横方法分離は、例え
ば、トランジスタ１０の電気的に活性な領域を隣接する
デバイス内の同様の領域から分離すべく構成された垂直
トレンチ３４を使用すること等の多様の態様において実
現することが可能である。
タ１０は横方向分離に対して良好に適合されている。横
方向分離は、従来のデバイスにおける本質的な問題であ
る容量問題を解決する。垂直分離に関して上述したもの
と同様の原理を使用して、ＲＦトランジスタを真のＲＦ
「ディスク」の一部として、又はモノリシック回路又は
利得ブロックの一部として組込むことが可能である。横
方向分離は、同一の基板１２上において付加的なトラン
ジスタ又は異なった電気的デバイスが動作することを可
能とする。このようなデバイス間の横方法分離は、例え
ば、トランジスタ１０の電気的に活性な領域を隣接する
デバイス内の同様の領域から分離すべく構成された垂直
トレンチ３４を使用すること等の多様の態様において実
現することが可能である。
【００３６】上述した本発明の実施例におけるバイポー
ラモノリシック高パワーＲＦトランジスタは、平坦な上
部表面を有すると共に金属製のヒートシンク上にマウン
ト即ち装着すべく適合した底部表面を有しており、本ト
ランジスタは、ヒートシンク上に直接的に配置した熱伝
導性且つ電気的絶縁性の基板を有しており、第一導電型
の半導体物質からなるコレクタ領域が該基板上に成長さ
れており、反対導電型の半導体物質からなるディスクリ
ートなベース領域がコレクタ領域の境界内に形成されて
おり且つそれと共にベース・コレクタ接合を画定してお
り、第一導電型の半導体物質からなるエミッタ領域がベ
ース領域の境界内に形成されており且つそれと共にエミ
ッタ・ベース接合を画定しており、絶縁層が前記ベース
領域、エミッタ領域、コレクタ領域の露出された上部表
面の上側に位置しており且つベース領域、エミッタ領
域、コレクタ領域への分離された電気的コンタクトを可
能とするディスクリートな孔を有しており、ベースメタ
ルコンタクトとエミッタメタルコンタクトと、コレクタ
メタルコンタクトとが本トランジスタの平坦な上部表面
を形成しており、その際に、本トランジスタが垂直方向
に分離されており、然しながら本発明は図示した実施例
に制限されるべきものではない。そうではなく、本発明
の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形例が可能
であることは勿論である。特に、本発明をバイポーラト
ランジスタパッケージに関連して説明したが、それは単
に例示的なものに過ぎず、同様の形態を有するその他の
半導体装置に適用することも可能であることは勿論であ
る。
ラモノリシック高パワーＲＦトランジスタは、平坦な上
部表面を有すると共に金属製のヒートシンク上にマウン
ト即ち装着すべく適合した底部表面を有しており、本ト
ランジスタは、ヒートシンク上に直接的に配置した熱伝
導性且つ電気的絶縁性の基板を有しており、第一導電型
の半導体物質からなるコレクタ領域が該基板上に成長さ
れており、反対導電型の半導体物質からなるディスクリ
ートなベース領域がコレクタ領域の境界内に形成されて
おり且つそれと共にベース・コレクタ接合を画定してお
り、第一導電型の半導体物質からなるエミッタ領域がベ
ース領域の境界内に形成されており且つそれと共にエミ
ッタ・ベース接合を画定しており、絶縁層が前記ベース
領域、エミッタ領域、コレクタ領域の露出された上部表
面の上側に位置しており且つベース領域、エミッタ領
域、コレクタ領域への分離された電気的コンタクトを可
能とするディスクリートな孔を有しており、ベースメタ
ルコンタクトとエミッタメタルコンタクトと、コレクタ
メタルコンタクトとが本トランジスタの平坦な上部表面
を形成しており、その際に、本トランジスタが垂直方向
に分離されており、然しながら本発明は図示した実施例
に制限されるべきものではない。そうではなく、本発明
の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形例が可能
であることは勿論である。特に、本発明をバイポーラト
ランジスタパッケージに関連して説明したが、それは単
に例示的なものに過ぎず、同様の形態を有するその他の
半導体装置に適用することも可能であることは勿論であ
る。
【００３７】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の一実施例に基づいて構成された分離
型上部コレクタコンタクトを有するモノリシック高パワ
ーＲＦトランジスタを示した概略断面図。
型上部コレクタコンタクトを有するモノリシック高パワ
ーＲＦトランジスタを示した概略断面図。
１０ トランジスタ １２ 真性シリコン基板 １４ ヒートシンク １６ サブコレクタ層 １８ スーパーコレクタ層 ２２ ベース領域 ２４ エミッタ領域 ２６ 平坦表面 ２８ エミッタメタルコンタクト ３０ ベースメタルコンタクト ３２ コレクタメタルコンタクト
Claims (19)
- 【請求項１】 平坦な上部表面を有すると共に金属ヒー
トシンクを装着する底部表面を有するバイポーラモノリ
シック高パワーＲＦトランジスタにおいて、 熱伝導性で電気的絶縁性の基板が前記ヒートシンク上に
直接的に位置されており、 露出した上部表面を有すると共に前記基板上に形成した
底部表面を有する第一導電型の半導体物質からなるコレ
クタ領域が設けられており、反対導電型の半導体物質か
らなるディスクリートなベース領域が前記コレクタ領域
の境界内に形成されており且つそれと共にベース・コレ
クタ接合を画定しており、前記ベース領域は前記コレク
タ領域の前記上部表面に露出された部分を具備する上部
表面を有しており、 前記第一導電型の半導体物質からなるエミッタ領域が前
記ベース領域の境界内に形成されており且つそれと共に
エミッタ・ベース接合を画定しており、前記エミッタ領
域は前記ベース領域の前記上部表面に露出した上部表面
を有しており、 前記コレクタ領域と、前記ベース領域と、前記エミッタ
領域の前記露出した上部表面の上側に絶縁層が位置され
ており、前記絶縁層は前記ベース領域と、前記エミッタ
領域と前記コレクタ領域とに対する分離した電気的コン
タクトを可能とするディスクリートな孔を有しており、 前記トランジスタの前記平坦な上部表面の一部を形成す
るベースメタルコンタクトが設けられており、前記ベー
スメタルコンタクトは、 （ａ）前記ベース領域の上側に位置しており、 （ｂ）前記絶縁層における第一の孔を介して前記ベース
領域へ電気的に接続されており、 （ｃ）前記ベースメタルコンタクトが前記コレクタ領域
の上側に位置する箇所の区域内において前記絶縁層の上
側に位置しており、 前記トランジスタの前記平坦な上部表面の一部を形成す
るエミッタメタルコンタクトが設けられており、前記エ
ミッタメタルコンタクトは、 （ａ）前記エミッタ領域の上側に位置しており、 （ｂ）前記絶縁層内の第二の孔を介して前記エミッタ領
域へ電気的に接続しており、 （ｃ）前記エミッタメタルコンタクトが前記コレクタ領
域及び前記ベース領域の一方の上側に位置する箇所の区
域内において前記絶縁層の上側に位置しており、 （ｄ）前記絶縁層によって前記ベースメタルコンタクト
から絶縁されており、 前記トランジスタの前記平坦な上部表面の一部を形成し
且つ前記絶縁層内の第三の孔を介して前記コレクタ領域
へ電気的に接続されているコレクタメタルコンタクトが
設けられており、前記コレクタメタルコンタクトは前記
絶縁層によって前記エミッタメタルコンタクトから及び
前記ベースメタルコンタクトから絶縁されており、 前記ベースメタルコンタクト、前記エミッタメタルコン
タクト、前記コレクタメタルコンタクトの各々へ電気的
に接続して外部リードが設けられており、垂直方向に分
離されていることを特徴とするトランジスタ。 - 【請求項２】 請求項１において、前記基板が「１０
０」配向真性シリコンであることを特徴とするトランジ
スタ。 - 【請求項３】 請求項１において、前記絶縁層が二酸化
シリコンであることを特徴とするトランジスタ。 - 【請求項４】 請求項１において、前記コレクタ領域が
前記基板上に成長させた高度にドープした第一導電型の
半導体物質から形成したサブコレクタ層と、前記サブコ
レクタ層の上に成長させた軽度にドープした第一導電型
の半導体物質から形成したスーパーコレクタ層とを有し
ており、且つ前記ベース領域が前記スーパーコレクタ層
の境界内に形成されており、且つ前記コレクタメタルコ
ンタクトが前記スーパーコレクタ層を介して前記サブコ
レクタ層内に延在していることを特徴とするトランジス
タ。 - 【請求項５】 請求項１において、前記コレクタメタル
コンタクトが約１乃至７のアスペクト比を有しているこ
とを特徴とするトランジスタ。 - 【請求項６】 請求項５において、前記コレクタメタル
コンタクトが矩形状であることを特徴とするトランジス
タ。 - 【請求項７】 請求項１において、前記コレクタメタル
コンタクトがＶ形状であることを特徴とするトランジス
タ。 - 【請求項８】 金属ヒートシンク上に装着すべく適合さ
れた底部表面、ベース領域、前記ベース領域へ電気的に
接続したベースメタルコンタクト、エミッタ・ベース接
合を形成する前記ベース領域内のエミッタ領域、前記エ
ミッタ領域へ電気的に接続したエミッタメタルコンタク
ト、ベース・コレクタ接合を形成するコレクタ領域、前
記コレクタ領域へ電気的に接続したコレクタメタルコン
タクト、前記ベースメタルコンタクトと、前記エミッタ
メタルコンタクトと、前記コレクタメタルコンタクトと
を電気的に分離する絶縁層、を有するタイプの改良型高
周波数高パワートランジスタにおいて、 前記ヒートシンク上に直接的に設け且つその上に前記ベ
ース領域と前記エミッタ領域と前記コレクタ領域とを成
長させる熱伝導性電気的絶縁性の基板、 前記ベースメタルコンタクトと前記エミッタメタルコン
タクトと前記コレクタメタルコンタクトとによって前記
トランジスタ上に形成した平坦な上部表面、を設けるこ
とにより垂直方向に分離させたことを特徴とするトラン
ジスタ。 - 【請求項９】 請求項８において、前記基板が「１０
０」配向真性シリコンであることを特徴とするトランジ
スタ。 - 【請求項１０】 請求項８において、前記絶縁層が二酸
化シリコンであることを特徴とするトランジスタ。 - 【請求項１１】 請求項８において、前記コレクタ領域
が第一導電型の半導体物質から構成されており、前記ベ
ース領域が反対導電型の半導体物質から構成されてお
り、且つ前記エミッタ領域が前記第一導電型の半導体物
質から構成されていることを特徴とするトランジスタ。 - 【請求項１２】 請求項１１において、前記コレクタ領
域が前記基板上に成長させた高度にドープした前記第一
導電型の半導体物質から形成したサブコレクタ層と、前
記サブコレクタ層上に成長させた軽度にドープした前記
第一導電型の半導体物質から形成したスーパーコレクタ
層とを有しており、且つ前記ベース領域が前記スーパー
コレクタ層の境界内に形成されており、且つ前記コレク
タメタルコンタクトが前記スーパーコレクタ層を介して
前記サブコレクタ層内へ延在していることを特徴とする
トランジスタ。 - 【請求項１３】 請求項８において、前記コレクタメタ
ルコンタクトが約１乃至７のアスペクト比を有している
ことを特徴とするトランジスタ。 - 【請求項１４】 請求項１３において、前記コレクタメ
タルコンタクトが矩形状であることを特徴とするトラン
ジスタ。 - 【請求項１５】 請求項８において、前記コレクタメタ
ルコンタクトがＶ形状であることを特徴とするトランジ
スタ。 - 【請求項１６】 バイポーラモノリシック高パワーＲＦ
トランジスタディスクにおいて、 請求項１に記載した複数個のバイポーラモノリシック高
パワーＲＦトランジスタが設けられており、前記トラン
ジスタは単一の熱伝導性電気的絶縁性基板上で動作し、 前記各ＲＦトランジスタを隣接するＲＦトランジスタか
ら垂直方向に分離する手段が設けられている、ことを特
徴とするバイポーラモノリシック高パワーＲＦトランジ
スタディスク。 - 【請求項１７】 請求項１６において、前記垂直方向に
分離する手段が垂直トレンチであることを特徴とするバ
イポーラモノリシック高パワーＲＦトランジスタディス
ク。 - 【請求項１８】 モノリシック回路において、 請求項１に記載したバイポーラモノリシック高パワーＲ
Ｆトランジスタが設けられており、前記トランジスタの
前記熱伝導性電気的絶縁性基板上で少なくとも一個の別
の電気的コンポーネントが動作し、 前記別の電気的コンポーネントから前記ＲＦトランジス
タを垂直方向に分離する手段が設けられている、ことを
特徴とするモノリシック回路。 - 【請求項１９】 請求項１８において、前記垂直方向に
分離する手段が垂直トレンチであることを特徴とするモ
ノリシック回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US93999792A | 1992-09-03 | 1992-09-03 | |
| US939997 | 1992-09-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06181216A true JPH06181216A (ja) | 1994-06-28 |
Family
ID=25474056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5220242A Pending JPH06181216A (ja) | 1992-09-03 | 1993-09-03 | 分離型上部コレクタを有するバイポーラモノリシック高パワーｒｆトランジスタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5455448A (ja) |
| EP (1) | EP0590804B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06181216A (ja) |
| DE (1) | DE69307983T2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07161728A (ja) * | 1993-12-10 | 1995-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
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| WO1997024757A1 (en) * | 1995-12-28 | 1997-07-10 | Philips Electronics N.V. | A method of manufacturing a self-aligned vertical bipolar transistor on an soi |
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-
1993
- 1993-09-02 DE DE69307983T patent/DE69307983T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-09-02 EP EP93306950A patent/EP0590804B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-03 JP JP5220242A patent/JPH06181216A/ja active Pending
-
1994
- 1994-11-16 US US08/340,799 patent/US5455448A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US5455448A (en) | 1995-10-03 |
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