JPH09223700A - 高出力用バイポーラトランジスタ - Google Patents
高出力用バイポーラトランジスタInfo
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- JPH09223700A JPH09223700A JP8028257A JP2825796A JPH09223700A JP H09223700 A JPH09223700 A JP H09223700A JP 8028257 A JP8028257 A JP 8028257A JP 2825796 A JP2825796 A JP 2825796A JP H09223700 A JPH09223700 A JP H09223700A
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Classifications
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チップ表面での配線の交差を減らすことによ
り、高周波特性を損なうことなく大出力を実現する高出
力用バイポーラトランジスタを提供する。 【解決手段】 チップの裏面にコレクタ配線用の穴とし
て基板の厚さの半分程度の深さの溝（コレクタ配線溝１
６）を形成し、この溝から、表面のトランジスタのコレ
クタ層の真下まで、基板に穴（コレクタコンタクト穴１
４）をあけ、ここに金などの配線材を充填、さらにコレ
クタ配線溝１６のなかにコレクタ配線１３を形成する。
コレクタ配線１３を裏面に持ってくることで、表面の配
線の交差を低減でき、配線相互の干渉を防いで、高周波
特性を損なうことなく高出力化をはかることができる。
また、トランジスタの主要発熱部であるコレクタ層に直
接バイアホールを接続でき、放熱特性を改善することが
できる。
り、高周波特性を損なうことなく大出力を実現する高出
力用バイポーラトランジスタを提供する。 【解決手段】 チップの裏面にコレクタ配線用の穴とし
て基板の厚さの半分程度の深さの溝（コレクタ配線溝１
６）を形成し、この溝から、表面のトランジスタのコレ
クタ層の真下まで、基板に穴（コレクタコンタクト穴１
４）をあけ、ここに金などの配線材を充填、さらにコレ
クタ配線溝１６のなかにコレクタ配線１３を形成する。
コレクタ配線１３を裏面に持ってくることで、表面の配
線の交差を低減でき、配線相互の干渉を防いで、高周波
特性を損なうことなく高出力化をはかることができる。
また、トランジスタの主要発熱部であるコレクタ層に直
接バイアホールを接続でき、放熱特性を改善することが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体等の
半絶縁性基板上に複数のフィンガーを有する高出力用バ
イポーラトランジスタにおいて、配線の交差を回避し、
それによる特性劣化を無くす構造を有する高出力用バイ
ポーラトランジスタに関する。
半絶縁性基板上に複数のフィンガーを有する高出力用バ
イポーラトランジスタにおいて、配線の交差を回避し、
それによる特性劣化を無くす構造を有する高出力用バイ
ポーラトランジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】高出力用トランジスタのパターンレイア
ウトは小出力のトランジスタフィンガーを多数並べて構
成される。この場合において、各トランジスタはエミッ
タ、ベース、コレクタの３種類の配線接続を必要とす
る。このうち接地配線（多くの場合エミッタ、またはベ
ース）に関しては、バイアホールという技術がよく用い
られる。図３及び図４において、１は半絶縁性ＧａＡｓ
基板、２はエミッタ（ｎ型）、３はベース（ｐ型）、４
はコレクタ（ｎ型）、５は絶縁イオン注入領域、６はト
ランジスタフィンガー、１０は裏面接地配線、１１はエ
ミッタ配線、１２はベース配線、１３はコレクタ配線、
１５はバイアホール、１７は配線の交差である。図３及
び図４に示すように、チップの裏面に裏面接地配線１０
を設け、そこからトランジスタフィンガー６の存在する
表面に向けてバイアホール１５を開け、ここに配線金属
（金等）を充填し、バイアホール１５の表面側はトラン
ジスタフィンガー６のエミッタ電極（またはベース電
極）に接続する。こうすることにより、各フィンガーの
接地抵抗、インダクタンスを小さくすることができ、ト
ランジスタを高周波で動作させるのに有利であるからで
ある。しかし、残りの２種類の配線は基板の表面側に配
置されることとなり、配線間で交差が起こり得る。
ウトは小出力のトランジスタフィンガーを多数並べて構
成される。この場合において、各トランジスタはエミッ
タ、ベース、コレクタの３種類の配線接続を必要とす
る。このうち接地配線（多くの場合エミッタ、またはベ
ース）に関しては、バイアホールという技術がよく用い
られる。図３及び図４において、１は半絶縁性ＧａＡｓ
基板、２はエミッタ（ｎ型）、３はベース（ｐ型）、４
はコレクタ（ｎ型）、５は絶縁イオン注入領域、６はト
ランジスタフィンガー、１０は裏面接地配線、１１はエ
ミッタ配線、１２はベース配線、１３はコレクタ配線、
１５はバイアホール、１７は配線の交差である。図３及
び図４に示すように、チップの裏面に裏面接地配線１０
を設け、そこからトランジスタフィンガー６の存在する
表面に向けてバイアホール１５を開け、ここに配線金属
（金等）を充填し、バイアホール１５の表面側はトラン
ジスタフィンガー６のエミッタ電極（またはベース電
極）に接続する。こうすることにより、各フィンガーの
接地抵抗、インダクタンスを小さくすることができ、ト
ランジスタを高周波で動作させるのに有利であるからで
ある。しかし、残りの２種類の配線は基板の表面側に配
置されることとなり、配線間で交差が起こり得る。
【０００３】また、各トランジスタフィンガー６の内部
では、最も発熱の多い部分はコレクタである。ところ
で、接地用の配線はチップの裏面と接続されるため放熱
の経路ともなるが、コレクタ接地は通常行われていない
ので放熱の観点からすると、あまり望ましくない。
では、最も発熱の多い部分はコレクタである。ところ
で、接地用の配線はチップの裏面と接続されるため放熱
の経路ともなるが、コレクタ接地は通常行われていない
ので放熱の観点からすると、あまり望ましくない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術によれば、
接地用以外の２種類の配線は必ず基板の表面側に配置し
なければならない。また、接地用の配線においても通常
はバイアホールの大きさはトランジスタフィンガー６の
数倍の大きさであるため、トランジスタフィンガーを数
個束ねて１個のバイアホールに接続することとなり表面
にも接地配線は残ることとなる。従って、これらの配線
が交差する場合には容量性の結合等により配線相互の干
渉が問題になる。また、各トランジスタフィンガー６の
内部で、最も発熱の多いコレクタに対しての放熱は、通
常、不充分である。
接地用以外の２種類の配線は必ず基板の表面側に配置し
なければならない。また、接地用の配線においても通常
はバイアホールの大きさはトランジスタフィンガー６の
数倍の大きさであるため、トランジスタフィンガーを数
個束ねて１個のバイアホールに接続することとなり表面
にも接地配線は残ることとなる。従って、これらの配線
が交差する場合には容量性の結合等により配線相互の干
渉が問題になる。また、各トランジスタフィンガー６の
内部で、最も発熱の多いコレクタに対しての放熱は、通
常、不充分である。
【０００５】本発明の目的は、チップ表面での配線の交
差を減らすことにより、高周波特性を損なうことなく大
出力を実現する高出力用バイポーラトランジスタを提供
することにある。
差を減らすことにより、高周波特性を損なうことなく大
出力を実現する高出力用バイポーラトランジスタを提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の高出力用バイポ
ーラトランジスタは、小出力のバイポーラトランジスタ
フィンガーをチップ表面に多数並べ、各フィンガーのエ
ミッタがバイアホールを介してチップ裏面を覆う接地用
導体に接続された構成の高出力用バイポーラトランジス
タにおいて、基板の裏面にコレクタ配線用の溝を形成
し、表面のトランジスタのコレクタ層の真下まで、基板
にコンタクト穴をあけ、ここに金属を充填し、これらの
コンタクト穴同士を裏面で相互接続することを特徴とし
ている。
ーラトランジスタは、小出力のバイポーラトランジスタ
フィンガーをチップ表面に多数並べ、各フィンガーのエ
ミッタがバイアホールを介してチップ裏面を覆う接地用
導体に接続された構成の高出力用バイポーラトランジス
タにおいて、基板の裏面にコレクタ配線用の溝を形成
し、表面のトランジスタのコレクタ層の真下まで、基板
にコンタクト穴をあけ、ここに金属を充填し、これらの
コンタクト穴同士を裏面で相互接続することを特徴とし
ている。
【０００７】また、本発明の高出力用バイポーラトラン
ジスタは、小出力のバイポーラトランジスタフィンガー
をチップ表面に多数並べ、各フィンガーのベースがバイ
アホールを介してチップ裏面を覆う接地用導体に接続さ
れた構成の高出力トランジスタにおいて、基板の裏面に
コレクタ配線用の溝を形成し、表面のトランジスタのコ
レクタ層の真下まで、基板にコンタクト穴をあけ、ここ
に金属を充填し、これらのコンタクト穴同士を裏面で相
互接続することを特徴としている。
ジスタは、小出力のバイポーラトランジスタフィンガー
をチップ表面に多数並べ、各フィンガーのベースがバイ
アホールを介してチップ裏面を覆う接地用導体に接続さ
れた構成の高出力トランジスタにおいて、基板の裏面に
コレクタ配線用の溝を形成し、表面のトランジスタのコ
レクタ層の真下まで、基板にコンタクト穴をあけ、ここ
に金属を充填し、これらのコンタクト穴同士を裏面で相
互接続することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１および図
２に示す。
２に示す。
【０００９】図１はトランジスタのエミッタ接地の場合
である。半絶縁性ＧａＡｓ基板１上に配置された高出力
用バイポーラトランジスタの各トランジスタフィンガー
６のエミッタ２は図中のバイアホール１５を介して基板
裏面と接続されている。チップの裏面は裏面接地配線１
０が接地配線用として半導体基板の裏面の大部分を覆っ
ている。基板の裏面からコレクタ配線用の穴として基板
の厚さの半分程度の深さの穴から構成されるコレクタ配
線溝１６を形成し、ここからトランジスタのコレクタ層
の真下まで、コレクタコンタクト穴１４があけられ金な
どの配線材が充填されている。これらコンタクト穴相互
はコレクタ配線溝１６のなかでコレクタ配線１３で接続
されている。
である。半絶縁性ＧａＡｓ基板１上に配置された高出力
用バイポーラトランジスタの各トランジスタフィンガー
６のエミッタ２は図中のバイアホール１５を介して基板
裏面と接続されている。チップの裏面は裏面接地配線１
０が接地配線用として半導体基板の裏面の大部分を覆っ
ている。基板の裏面からコレクタ配線用の穴として基板
の厚さの半分程度の深さの穴から構成されるコレクタ配
線溝１６を形成し、ここからトランジスタのコレクタ層
の真下まで、コレクタコンタクト穴１４があけられ金な
どの配線材が充填されている。これらコンタクト穴相互
はコレクタ配線溝１６のなかでコレクタ配線１３で接続
されている。
【００１０】図２はトランジスタのベース接地の場合で
ある。高出力用バイポーラトランジスタの各トランジス
タフィンガー６のベース３は図中のバイアホール１５を
介して基板裏面と接続されている。チップの裏面は裏面
接地配線１０が接地配線用として半導体基板の裏面の大
部分を覆っている。コレクタの配線の構成は図１の場合
と同じである。
ある。高出力用バイポーラトランジスタの各トランジス
タフィンガー６のベース３は図中のバイアホール１５を
介して基板裏面と接続されている。チップの裏面は裏面
接地配線１０が接地配線用として半導体基板の裏面の大
部分を覆っている。コレクタの配線の構成は図１の場合
と同じである。
【００１１】このように、本実施形態の高出力用バイポ
ーラトランジスタの構造では、コレクタ配線の場所とし
てチップ裏面から、基板の厚さの例えば半分程度の深さ
の溝（コレクタ配線溝１６）を形成する。チップの裏面
は、裏面接地配線１０として全面が使用されているが、
それはさらに接地接続のため、金属ブロックに半田付け
固定されるため、チップ裏面の高さのレベルにコレクタ
配線を持ってくることはできないからである。この溝か
ら、チップ表面のトランジスタのコレクタ層の真下ま
で、基板に穴（コレクタコンタクト穴１４）をあけ、こ
こに金などの配線材を充填する。化合物半導体を用いた
バイポーラトランジスタでは、エミッタ層が一番上に、
コレクタ層が一番下層に来る構成（エミッタトップ）が
普通であるが、これはチップの裏側からコレクタコンタ
クト穴１４をあけるのに都合が良い。最後に、コレクタ
配線溝１６のなかにコレクタ配線を形成し、コレクタコ
ンタクト穴１４同士を接続する。
ーラトランジスタの構造では、コレクタ配線の場所とし
てチップ裏面から、基板の厚さの例えば半分程度の深さ
の溝（コレクタ配線溝１６）を形成する。チップの裏面
は、裏面接地配線１０として全面が使用されているが、
それはさらに接地接続のため、金属ブロックに半田付け
固定されるため、チップ裏面の高さのレベルにコレクタ
配線を持ってくることはできないからである。この溝か
ら、チップ表面のトランジスタのコレクタ層の真下ま
で、基板に穴（コレクタコンタクト穴１４）をあけ、こ
こに金などの配線材を充填する。化合物半導体を用いた
バイポーラトランジスタでは、エミッタ層が一番上に、
コレクタ層が一番下層に来る構成（エミッタトップ）が
普通であるが、これはチップの裏側からコレクタコンタ
クト穴１４をあけるのに都合が良い。最後に、コレクタ
配線溝１６のなかにコレクタ配線を形成し、コレクタコ
ンタクト穴１４同士を接続する。
【００１２】以上のようにして構成したコレクタ配線１
３により、チップ表面の配線とも、裏面接地配線１０と
も分離して、コレクタ配線１３を形成することができ、
配線が交差する場合の容量性の結合等による配線相互の
干渉を防ぐことができる。
３により、チップ表面の配線とも、裏面接地配線１０と
も分離して、コレクタ配線１３を形成することができ、
配線が交差する場合の容量性の結合等による配線相互の
干渉を防ぐことができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明の高出力用バイポーラトランジス
タによれば、コレクタ配線を裏面に持ってくることで、
表面の配線の交差を低減でき、容量性の結合等による配
線相互の干渉を防いで、高周波特性を損なうことなく高
出力化をはかることができる。また、トランジスタのな
かでの主要な発熱部分であるコレクタ層に直接に裏側か
ら金属を充填したコンタクトホールを接続できるので放
熱特性を改善することができる。
タによれば、コレクタ配線を裏面に持ってくることで、
表面の配線の交差を低減でき、容量性の結合等による配
線相互の干渉を防いで、高周波特性を損なうことなく高
出力化をはかることができる。また、トランジスタのな
かでの主要な発熱部分であるコレクタ層に直接に裏側か
ら金属を充填したコンタクトホールを接続できるので放
熱特性を改善することができる。
【００１４】即ち、チップの裏面にコレクタ配線用の穴
として基板の厚さの半分程度の深さの溝（コレクタ配線
溝）を形成し、この溝から、表面のトランジスタのコレ
クタ層の真下まで、基板に穴（コレクタコンタクト穴）
をあけ、ここに金などの配線材を充填、さらにコレクタ
配線溝のなかにコレクタ配線を形成することから、コレ
クタ配線を裏面に持ってくることで、表面の配線の交差
を低減でき、配線相互の干渉を防いで、高周波特性を損
なうことなく高出力化をはかることができる上に、トラ
ンジスタの主要発熱部であるコレクタ層に直接バイアホ
ールを接続でき、放熱特性を改善することができる。
として基板の厚さの半分程度の深さの溝（コレクタ配線
溝）を形成し、この溝から、表面のトランジスタのコレ
クタ層の真下まで、基板に穴（コレクタコンタクト穴）
をあけ、ここに金などの配線材を充填、さらにコレクタ
配線溝のなかにコレクタ配線を形成することから、コレ
クタ配線を裏面に持ってくることで、表面の配線の交差
を低減でき、配線相互の干渉を防いで、高周波特性を損
なうことなく高出力化をはかることができる上に、トラ
ンジスタの主要発熱部であるコレクタ層に直接バイアホ
ールを接続でき、放熱特性を改善することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る高出力用バイポ
ーラトランジスタを示す図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
ーラトランジスタを示す図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る高出力用バイポ
ーラトランジスタを示す図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
ーラトランジスタを示す図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】第１の従来例に係る高出力用バイポーラトラン
ジスタを示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ
−Ｂ線に沿った断面図である。
ジスタを示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ
−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】第２の従来例に係る高出力用バイポーラトラン
ジスタを示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ
−Ｂ線に沿った断面図である。
ジスタを示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ
−Ｂ線に沿った断面図である。
１ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２ エミッタ（ｎ型） ３ ベース（ｐ型） ４ コレクタ（ｎ型） ５ 絶縁イオン注入領域 ６ トランジスタフィンガー １０ 裏面接地配線 １１ エミッタ配線 １２ ベース配線 １３ コレクタ配線 １４ コレクタコンタクト穴 １５ バイアホール １６ コレクタ配線溝 １７ 配線の交差
Claims (2)
- 【請求項１】 小出力のバイポーラトランジスタフィン
ガーをチップ表面に多数並べ、各フィンガーのエミッタ
がバイアホールを介してチップ裏面を覆う接地用導体に
接続された構成の高出力用バイポーラトランジスタにお
いて、基板の裏面にコレクタ配線用の溝を形成し、表面
のトランジスタのコレクタ層の真下まで、基板にコンタ
クト穴をあけ、ここに金属を充填し、これらのコンタク
ト穴同士を裏面で相互接続することを特徴とする高出力
用バイポーラトランジスタ。 - 【請求項２】 小出力のバイポーラトランジスタフィン
ガーをチップ表面に多数並べ、各フィンガーのベースが
バイアホールを介してチップ裏面を覆う接地用導体に接
続された構成の高出力用バイポーラトランジスタにおい
て、基板の裏面にコレクタ配線用の溝を形成し、表面の
トランジスタのコレクタ層の真下まで、基板にコンタク
ト穴をあけ、ここに金属を充填し、これらのコンタクト
穴同士を裏面で相互接続することを特徴とする高出力用
バイポーラトランジスタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8028257A JP2865129B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 高出力用バイポーラトランジスタ |
| US08/800,376 US5739578A (en) | 1996-02-15 | 1997-02-14 | High power transistor with contact plugs extended from collectors through a substrate to have ends connected together in an indent in the substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8028257A JP2865129B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 高出力用バイポーラトランジスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09223700A true JPH09223700A (ja) | 1997-08-26 |
| JP2865129B2 JP2865129B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=12243525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8028257A Expired - Fee Related JP2865129B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 高出力用バイポーラトランジスタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5739578A (ja) |
| JP (1) | JP2865129B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5872403A (en) * | 1997-01-02 | 1999-02-16 | Lucent Technologies, Inc. | Package for a power semiconductor die and power supply employing the same |
| US6100194A (en) | 1998-06-22 | 2000-08-08 | Stmicroelectronics, Inc. | Silver metallization by damascene method |
| US6127716A (en) * | 1998-10-09 | 2000-10-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof |
| US6429381B1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-08-06 | General Electric Company | High density interconnect multichip module stack and fabrication method |
| US20070210340A1 (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-13 | Zampardi Peter J | GaAs power transistor |
| US10319830B2 (en) * | 2017-01-24 | 2019-06-11 | Qualcomm Incorporated | Heterojunction bipolar transistor power amplifier with backside thermal heatsink |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6189665A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-07 | Fujitsu Ltd | バイポ−ラトランジスタ及びその製造方法 |
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| JPH05299433A (ja) * | 1992-04-24 | 1993-11-12 | Toshiba Corp | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
| US5485025A (en) * | 1994-12-02 | 1996-01-16 | Texas Instruments Incorporated | Depleted extrinsic emitter of collector-up heterojunction bipolar transistor |
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| Publication number | Publication date |
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| US5739578A (en) | 1998-04-14 |
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