JPH11121459A - Semiconductor device and reduction of collector resistance thereof - Google Patents

Semiconductor device and reduction of collector resistance thereof

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JPH11121459A
JPH11121459A JP27864897A JP27864897A JPH11121459A JP H11121459 A JPH11121459 A JP H11121459A JP 27864897 A JP27864897 A JP 27864897A JP 27864897 A JP27864897 A JP 27864897A JP H11121459 A JPH11121459 A JP H11121459A
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JP
Japan
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collector
region
electrode
emitter
base
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Application number
JP27864897A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomokazu Kasahara
朋一 笠原
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can improve its high frequency characteristics and reliability, by suppressing an increase in a collector resistance and thermal runaway caused by an increase in the number of electrodes. SOLUTION: In a bipolar semiconductor integrated circuit as the semiconductor device, a collector region of a second conduction type is formed on a semiconductor substrate of a first conduction type, a base region 7 of the first conduction type is provided in the collector region, and an emitter region 8 of the second conduction type is formed in the base region 7. In this case, the base region 7 is surrounded at its 4 sides by a collector pulling part 5 of the second conduction type having a high concentration and also by a collector electrode 11 electrically connected to the pulling part 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置及び
そのコレクタ抵抗低減方法、特に、コレクタ抵抗を低減
したバイポーラトランジスタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for reducing its collector resistance, and more particularly to a bipolar transistor having a reduced collector resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6、7に基づき、特開平7―2496
36号公報に記載された従来技術について説明する。特
開平7−249636号公報ではPNPトランジスタで
説明しているので、ここではそれに従い以下に説明す
る。
2. Description of the Related Art Referring to FIGS.
A conventional technique described in Japanese Patent Publication No. 36 will be described. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-249636 describes a PNP transistor.

【0003】なお、NPNトランジスタについても同様
のことが明らかに言える。図6は、P型シリコン半導体
基板1上に、N型エピタキシャル層22を形成し、その
後、高濃度のN型不純物拡散埋め込領域23(N+
L)を形成している。素子分離領域24内には、ベース
電極引き出し領域としてディープN+ 不純物拡散領域2
5、P型コレクタ電極引き出し領域26及びP型エミッ
タ電極引き出し領域27が形成され、各領域には夫々ベ
ース電極(B)、コレクタ電極(C)、及びエミッタ電
極(E)が取り付けられている。
[0003] The same can be clearly said for the NPN transistor. FIG. 6 shows that an N-type epitaxial layer 22 is formed on a P-type silicon semiconductor substrate 1 and then a high-concentration N-type impurity diffusion buried region 23 (N + B
L). In the element isolation region 24, a deep N + impurity diffusion region 2 is provided as a base electrode lead region.
5, a P-type collector electrode lead-out region 26 and a P-type emitter electrode lead-out region 27 are formed, and a base electrode (B), a collector electrode (C), and an emitter electrode (E) are attached to each region.

【0004】図7では素子分離領域34内にコレクタ領
域となるP型不純物拡散埋込み領域40をN型不純物拡
散埋め込み領域33の上にこれと離隔して形成した後、
コレクタ電極引き出し領域としてP型不純物拡散領域4
1を、コレクタ領域40と接触するように形成する。そ
して、コレクタ電極引き出し領域41、エミッタ領域4
3、及び、ベース電極引き出し領域44には、それぞれ
Al等からなるコレクタ電極(C)、エミッタ電極
(E),及び、ベース電極(B)が取り付けられてい
る。
In FIG. 7, a P-type impurity diffusion buried region 40 serving as a collector region in an element isolation region 34 is formed on an N-type impurity diffusion buried region 33 at a distance therefrom.
P-type impurity diffusion region 4 as a collector electrode extraction region
1 is formed in contact with the collector region 40. Then, the collector electrode extraction region 41 and the emitter region 4
3, a collector electrode (C), an emitter electrode (E), and a base electrode (B) made of Al or the like are attached to the base electrode lead region 44, respectively.

【0005】しかし。これらの方法では、コレクタ電極
引き出し領域41が1個所しかないため、コレクタ抵抗
を十分下げることができなかった。そこで、この問題を
解決するための1つの手段として、特開平3−6912
4号公報に示す方法が提案された。以下に、図8を参照
して説明する。
[0005] However. In these methods, there is only one collector electrode lead-out region 41, so that the collector resistance could not be sufficiently reduced. Therefore, as one means for solving this problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
A method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4 (Kokai) No. 4 has been proposed. This will be described below with reference to FIG.

【0006】ここで、図8(a)に平面図、図8(b)
にそのX−X断面図、図8(c)にそのY−Y断面図を
示す。又、ここで、61はベース電極、62はエミッタ
電極、63はコレクタ電極、64は表面保護膜、65は
分離用酸化膜、66はエミッタ領域、67はベース領
域、68はコレクタ領域(エピタキシャル層)、69は
埋没層、70はコレクタ引き上げ部の高濃度領域、71
はP型半導体基板、72は容量低減用絶縁膜である。
FIG. 8A is a plan view, and FIG.
FIG. 8A is a sectional view taken along line XX, and FIG. 8C is a sectional view taken along line YY. Also, here, 61 is a base electrode, 62 is an emitter electrode, 63 is a collector electrode, 64 is a surface protective film, 65 is an isolation oxide film, 66 is an emitter region, 67 is a base region, and 68 is a collector region (epitaxial layer). ), 69 is a buried layer, 70 is a high-concentration region of the collector pull-up portion, 71
Is a P-type semiconductor substrate, and 72 is a capacitance reducing insulating film.

【0007】この方法を用いれば、図8(b)に示すコ
レクタ抵抗rsc’より、図8(c)に示すY−Y方向
のコレクタ抵抗rsc”はるかに小さくできるから、全
体としてコレクタ抵抗rscを小さくすることができ
る。また、更にコレクタ抵抗を下げる目的で、図9に示
すように、コレクタ引き上げ部70で、ベース領域67
を全て外囲している。
By using this method, the collector resistance rsc ″ in the YY direction shown in FIG. 8C can be made much smaller than the collector resistance rsc ′ shown in FIG. In order to further reduce the collector resistance, as shown in FIG.
Are all enclosed.

【0008】しかし、図8又は9において、エミッタ電
極の数を増やしていくと、例えば、中央部と両端のコレ
クタ電極近傍とで電流のアンバランスが生じ高周波特性
が悪くなり、又、信頼性が低下するという欠点があっ
た。更に、上記手段では、依然として十分にコレクタ抵
抗を下げることが出来ないという欠点があった。
However, as shown in FIG. 8 or 9, when the number of emitter electrodes is increased, for example, a current imbalance occurs between the central portion and the vicinity of the collector electrodes at both ends, thereby deteriorating high-frequency characteristics and increasing reliability. There was a drawback of lowering. Furthermore, the above-described means still has a drawback that the collector resistance cannot be sufficiently reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の欠点を改良し、コレクタ抵抗を低減すると共
に、高周波特性を向上せしめた新規な半導体装置及びそ
のコレクタ抵抗低減方法を提供するものである。又、本
発明の他の目的は、素子内の電流のアンバランスをなく
し、以って、熱暴走の問題をなくし、信頼性を向上させ
た半導体装置及びそのコレクタ抵抗低減方法を提供する
ものである。
An object of the present invention is to provide a novel semiconductor device which improves the above-mentioned disadvantages of the prior art, reduces the collector resistance and improves the high-frequency characteristics, and a method of reducing the collector resistance. It is. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method of reducing the collector resistance of the semiconductor device, in which the current imbalance in the element is eliminated, thereby eliminating the problem of thermal runaway and improving the reliability. is there.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するため、基本的には、以下に記載されたような
技術構成を採用するものである。即ち、本発明に係わる
半導体集積回路の第1の態様としては、第1導電型半導
体基板上に第2導電型のコレクタ領域を配置し、このコ
レクタ領域内に第1導電型のベース領域、及び、このベ
−ス領域内に第2導電型のエミッタ領域を形成したバイ
ポーラ半導体集積回路において、前記ベース領域の4方
を高濃度の第2導電型のコレクタ引き上げ部で外囲する
と共に、前記ベース領域の4方を前記第2導電型のコレ
クタ引き上げ部に導通するコレクタ電極で外囲したこと
を特徴とする半導体集積回路であり、又、第2の態様と
しては、上記構成に加え、前記エミッタ領域の4方をベ
ース電極で外囲したことを特徴とする半導体集積回路で
あり、又、第3の態様としては、前記コレクタ電極を挟
み1方の側に前記エミッタ電極が形成され、他方の側に
ベース電極が形成されていることを特徴とする半導体集
積回路である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention basically employs the following technical configuration to achieve the above object. That is, as a first aspect of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, a collector region of the second conductivity type is arranged on the semiconductor substrate of the first conductivity type, and a base region of the first conductivity type is provided in the collector region, and In a bipolar semiconductor integrated circuit having a second conductivity type emitter region formed in the base region, four sides of the base region are surrounded by a high-concentration second conductivity type collector pull-up portion, and A semiconductor integrated circuit, wherein four sides of the region are surrounded by a collector electrode that is connected to the collector pull-up portion of the second conductivity type. A semiconductor integrated circuit, wherein four sides of a region are surrounded by a base electrode, and as a third aspect, the emitter electrode is formed on one side of the collector electrode, and the other side is formed. Is a semiconductor integrated circuit according to claim of the base electrode is formed on.

【0011】又、第4の態様としては、第1導電型半導
体基板上に第2導電型のコレクタ領域を配置し、このコ
レクタ領域内に第1導電型のベース領域、及び、このベ
ース領域内に第2導電型のエミッタ領域を形成した半導
体集積回路であって、前記ベース領域の4方を高濃度の
第2導電型のコレクタ引き上げ部で外囲すると共に、前
記ベース領域の4方を前記第2導電型のコレクタ引き上
げ部に導通するコレクタ電極で外囲し、且つ、前記半導
体集積回路の1方の側にエミッタ電極を引き出し、他方
の側にベース電極を引き出したユニットセルを形成し、
このユニットセルの前記エミッタ電極が互いに対向する
ように前記ユニットセルを配置し、前記夫々のエミッタ
電極を結線し、前記ユニットセル間にエミッタ電極が配
置されている半導体集積回路であり、又、第5の態様と
しては、上記構成に加え、前記エミッタ領域の4方をベ
ース電極で外囲した半導体集積回路である。
In a fourth aspect, a collector region of the second conductivity type is disposed on the semiconductor substrate of the first conductivity type, a base region of the first conductivity type is provided in the collector region, and a base region of the base material is provided in the base region. A semiconductor integrated circuit in which a second conductivity type emitter region is formed, wherein four sides of the base region are surrounded by a high-concentration second conductivity type collector pull-up portion, and four sides of the base region are formed in the same direction. Forming a unit cell which is surrounded by a collector electrode conducting to a collector pull-up portion of the second conductivity type, and an emitter electrode is drawn out on one side of the semiconductor integrated circuit, and a base electrode is drawn out on the other side;
A semiconductor integrated circuit in which the unit cells are arranged so that the emitter electrodes of the unit cells face each other, the respective emitter electrodes are connected, and an emitter electrode is arranged between the unit cells; A fifth aspect is a semiconductor integrated circuit in which, in addition to the above configuration, four sides of the emitter region are surrounded by a base electrode.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明を図1を参照して説明す
る。この例はベース領域の4方をコレクタ引き上げ部で
外囲した例であり、図1に平面図、図2(a)にそのX
―X断面図、図2(b)にそのY−Y断面図、図3に電
極本数を増やした場合の平面図を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to FIG. This example is an example in which four sides of the base region are surrounded by a collector pulling portion. FIG. 1 is a plan view, and FIG.
FIG. 2B is a sectional view taken along the line Y-Y, and FIG. 3 is a plan view when the number of electrodes is increased.

【0013】ここで、1はシリコンン半導体基板、2は
埋没層、3はコレクタ領域(エピタキシャル層)、4は
素子分離領域、5は埋没層2とコレクタ電極を結び且つ
ロの字状に形成した高濃度のコレクタ引き上げ部、6は
ウェーファ上に形成した表面保護膜、7はベース領域、
8はベース領域7内に形成したエミッタ領域、9はエミ
ッタ領域8上に形成したエミッタ第1電極、10はベー
ス領域7上に形成したベース第1電極、11はコレクタ
引き上げ部5同様にロの字状に形成し且つコレクタ引き
上げ部5上に接触して形成したコレクタ電極、12は表
面保護膜6上に形成した層間絶縁膜、13は層間絶縁膜
12に形成したスルーホールコンタクトであり、スルー
ホールコンタクト13はエミッタ第1電極上に、又、ベ
ース第1電極にも設けられている。又、14はスルーホ
ールコンタクト13を介してエミッタ第1電極に接続す
るエミッタ第2電極、15はスルーホールコンタクト1
3を介してベース第1電極に接続するベース第2電極、
16はコレクタ電極上に開口したコレクタパッド開口で
ある。
Here, 1 is a silicon semiconductor substrate, 2 is a buried layer, 3 is a collector region (epitaxial layer), 4 is an element isolation region, 5 is a U-shaped connecting the buried layer 2 and a collector electrode. High-concentration collector pull-up portion, 6 a surface protective film formed on the wafer, 7 a base region,
8 is an emitter region formed in the base region 7, 9 is an emitter first electrode formed on the emitter region 8, 10 is a base first electrode formed on the base region 7, and 11 is the same as the collector pulling portion 5. A collector electrode formed in a V-shape and in contact with the collector pull-up portion 5; 12 is an interlayer insulating film formed on the surface protection film 6; 13 is a through-hole contact formed in the interlayer insulating film 12; The hole contact 13 is provided on the first emitter electrode and also on the first base electrode. Reference numeral 14 denotes an emitter second electrode connected to the emitter first electrode via a through-hole contact 13;
A second base electrode connected to the first base electrode via 3;
Reference numeral 16 denotes a collector pad opening formed on the collector electrode.

【0014】図2を参照して説明すると、まず、シリコ
ン半導体基板1上に埋没層2を形成しエピタキシャル層
3を成長させる。その後、素子分離領域4を形成し高濃
度のコレクタ引き上げ部5を形成する。次に、シリコン
半導体基板1上に表面保護膜6を形成し、フォトレジス
ト法、エッチング、イオン注入法などにより、ベース領
域7、エミッタ領域8を形成する。そして、エミッタ領
域8上にエミッタ第1電極9、ベース領域7上にベース
第1電極10、コレクタ電極11を形成する。
Referring to FIG. 2, first, a buried layer 2 is formed on a silicon semiconductor substrate 1 and an epitaxial layer 3 is grown. Thereafter, an element isolation region 4 is formed, and a high-concentration collector pull-up portion 5 is formed. Next, a surface protection film 6 is formed on the silicon semiconductor substrate 1, and a base region 7 and an emitter region 8 are formed by a photoresist method, etching, ion implantation, or the like. Then, an emitter first electrode 9 is formed on the emitter region 8, and a base first electrode 10 and a collector electrode 11 are formed on the base region 7.

【0015】そして、層間絶縁膜12を形成した後、フ
ォトレジスト法、エッチングによりスルーホールコンタ
クト13を形成し、その後、層間絶縁膜12上にエミッ
タ第2電極14、ベース第2電極15、コレクタ電極パ
ッド開口16を形成する。なお、エミッタ第2電極14
とベース第2電極15とは、ロの字状に形成しコレクタ
電極を挟むようにして互いに対向して配設される。又、
図1を参照して電極の本数を増した場合について説明す
る。エミッタ本数が4本の場合を例にとると、レイアウ
トとしては、図3のようになる。
After the interlayer insulating film 12 is formed, a through-hole contact 13 is formed by a photoresist method and etching. Thereafter, the emitter second electrode 14, the base second electrode 15, and the collector electrode are formed on the interlayer insulating film 12. A pad opening 16 is formed. The emitter second electrode 14
The second base electrode 15 and the second base electrode 15 are formed in a square shape and arranged to face each other with the collector electrode interposed therebetween. or,
A case where the number of electrodes is increased will be described with reference to FIG. Taking the case where the number of emitters is four as an example, the layout is as shown in FIG.

【0016】ここで、図1で形成したユニットセルが中
央に形成した第2エミッタ電極に対し対称になるように
遇数個配置し、しかも、エミッタ第2電極14のスルー
ホールコンタクト部13が中央に形成した第2エミッタ
電極近傍に位置するようにユニットセルを配置する。従
って、エミッタ第2電極14は魚の骨状になる。ベース
引き出しは、ベース第1電極10、スルーホールコンタ
クト部13及びベース第2電極15により、ユニットセ
ルの周りから引き出し、コレクタは、コレクタ電極11
で1層で引き出す。
Here, the even number of unit cells formed in FIG. 1 are arranged symmetrically with respect to the second emitter electrode formed in the center, and the through-hole contact portion 13 of the second emitter electrode 14 is formed in the center. The unit cell is arranged so as to be located in the vicinity of the second emitter electrode formed in the above. Therefore, the emitter second electrode 14 has a fish bone shape. The base is pulled out from around the unit cell by the base first electrode 10, the through-hole contact portion 13 and the base second electrode 15, and the collector is drawn to the collector electrode 11
With one layer.

【0017】なお、エミッタ本数が6本、8本となった
場合についても同様にユニットセルを増やし、魚の骨状
に配置してゆく。
When the number of emitters is six or eight, the number of unit cells is increased in the same manner and the emitter cells are arranged in a bone shape.

【0018】[0018]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図1乃至図5は、本発明に係わる半
導体装置及びそのコレクタ抵抗低減方法の構造が示さ
れ、図において、第1導電型半導体基板1上に第2導電
型のコレクタ領域3を配置し、このコレクタ領域3内に
第1導電型のベース領域7、及び、このベ−ス領域7内
に第2導電型のエミッタ領域8を形成したバイポーラ半
導体集積回路において、前記ベース領域7の4方を高濃
度の第2導電型のコレクタ引き上げ部5で外囲すると共
に、前記ベース領域7の4方を前記第2導電型のコレク
タ引き上げ部5に導通するコレクタ電極11で外囲した
こと半導体集積回路がしめされ、更に、前記エミッタ領
域8の4方をベース電極7で外囲した半導体集積回路が
示され、又、前記コレクタ電極11を挟むように1方の
側に前記エミッタ電極14が形成され、他方の側にベー
ス電極15が形成されている様子が図示されている。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 5 show the structure of a semiconductor device according to the present invention and a method of reducing the collector resistance thereof. In the figures, a collector region 3 of a second conductivity type is arranged on a semiconductor substrate 1 of a first conductivity type. In a bipolar semiconductor integrated circuit in which a base region 7 of the first conductivity type is formed in the collector region 3 and an emitter region 8 of the second conductivity type is formed in the base region 7, the four sides of the base region 7 are raised. The semiconductor integrated circuit is surrounded by the collector pull-up portion 5 of the second conductivity type and the base region 7 is surrounded by the collector electrode 11 conducting to the collector pull-up portion 5 of the second conductivity type. Further, a semiconductor integrated circuit in which four sides of the emitter region 8 are surrounded by a base electrode 7 is shown, and the emitter electrode 14 is formed on one side so as to sandwich the collector electrode 11, Square state where the base electrode 15 is formed on the side of the is shown.

【0019】又、図3には、第1導電型半導体基板1に
第2導電型のコレクタ領域3を配置し、このコレクタ領
域3内に第1導電型のベース領域7、及び、このベ−ス
領域7内に第2導電型のエミッタ領域8を形成した半導
体集積回路であって、前記ベース領域7の4方を高濃度
の第2導電型のコレクタ引き上げ部5で外囲すると共
に、前記ベース領域7の4方を前記第2導電型のコレク
タ引き上げ部5に導通するコレクタ電極11で外囲し、
且つ、コレクタ電極11を挟み前記前記半導体集積回路
の1方の側にエミッタ電極14を引き出し、他方の側に
ベース電極15を引き出したユニットセルを形成し、こ
のユニットセルの前記エミッタ電極14が互いに対向す
るように前記ユニットセルを配置し、前記夫々のエミッ
タ電極14を結線した半導体集積回路が示されている。
In FIG. 3, a collector region 3 of the second conductivity type is disposed on the semiconductor substrate 1 of the first conductivity type, and a base region 7 of the first conductivity type and a base region 7 of the first conductivity type are disposed in the collector region 3. A semiconductor integrated circuit in which a second conductivity type emitter region is formed in a source region, wherein four sides of the base region are surrounded by a high-concentration second conductivity type collector pull-up portion; Four sides of the base region 7 are surrounded by a collector electrode 11 which is electrically connected to the second conductive type collector pulling portion 5,
In addition, a unit cell in which the emitter electrode 14 is drawn out on one side of the semiconductor integrated circuit with the collector electrode 11 interposed therebetween and the base electrode 15 is drawn out on the other side is formed, and the emitter electrodes 14 of this unit cell are mutually connected. A semiconductor integrated circuit in which the unit cells are arranged to face each other and the respective emitter electrodes 14 are connected is shown.

【0020】本発明の第1の実施例を、図1乃至図3を
用いて説明すると、まず、比抵抗が約20乃至40Ω・
cmのP型シリコン半導体基板1に砒素注入又はアンチ
モン拡散により形成したN+ 埋込層2にN型不純物濃度
が1×1015乃至1×1016cm-3、厚さ1.0乃至
2.5μmのエピタキシャル層3を成長させる。次に、
このシリコン半導体基板1に一般にロコス法と言われる
選択酸化法により、素子分離領域4を形成し、フォトレ
ジスト法とイオン注入により高濃度のコレクタ引き上げ
部5を形成する。この時、コレクタ引き上げ部5は、ベ
ース領域7を外囲する形となる。
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. First, the specific resistance is about 20 to 40 Ω ·
N + buried layer 2 formed by arsenic implantation or antimony diffusion in P-type silicon semiconductor substrate 1 having an N-type impurity concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 16 cm −3 and a thickness of 1.0 to 2. A 5 μm epitaxial layer 3 is grown. next,
An element isolation region 4 is formed on the silicon semiconductor substrate 1 by a selective oxidation method generally called a LOCOS method, and a high-concentration collector pull-up portion 5 is formed by a photoresist method and ion implantation. At this time, the collector pulling portion 5 has a shape surrounding the base region 7.

【0021】そして、シリコン半導体基板1上に表面保
護膜6、例えば、酸化膜500乃至1000Åを形成
し、フォトレジスト法、エッチング、イオン注入法など
により、P型のベース領域7、N+ 型のエミッタ領域8
を形成する。そして、夫々にエミッタ第1電極9、ベー
ス第1電極10、コレクタ電極11を形成する。この時
の電極材料としては、Au,Al及びバリアメタルを用
いてもよく、形成方法も、鍍金、スッパタ等が用いられ
る。
Then, a surface protective film 6, for example, an oxide film of 500 to 1000 ° is formed on the silicon semiconductor substrate 1, and a P-type base region 7 and an N + -type Emitter region 8
To form Then, the first emitter electrode 9, the first base electrode 10, and the collector electrode 11 are formed respectively. At this time, Au, Al, and a barrier metal may be used as the electrode material, and plating, sputtering, or the like is used as the forming method.

【0022】次に、プラズマ窒化膜により層間絶縁膜1
2を形成した後、フォトレジスト法、エッチングにより
スルーホールコンタクト13を形成し、エミッタ第2電
極14、ベース第2電極15を形成する。そして、最後
に、フォトレジスト法及びエッチングによりコレクタ電
極用のコレクタパッド開口部16を形成し、図1乃至図
3の形状を得る。又、図3を参照して電極の本数を増や
した場合について説明すると、本発明においては、図8
のトランジスタセルのように、エミッタ本数が増すと、
縦積型に増えていくという形でなく、前記したトランジ
スタを1つのユニットセルと考え、それを増やしてゆく
形にする。
Next, the interlayer insulating film 1 is formed by a plasma nitride film.
After the formation of the second electrode 2, a through hole contact 13 is formed by a photoresist method and etching, and a second emitter electrode 14 and a second base electrode 15 are formed. Finally, a collector pad opening 16 for the collector electrode is formed by a photoresist method and etching, and the shapes shown in FIGS. 1 to 3 are obtained. The case where the number of electrodes is increased with reference to FIG. 3 will be described.
When the number of emitters increases as in the transistor cell of
The above-mentioned transistor is considered as one unit cell, and the number is increased instead of increasing in a vertical stack type.

【0023】即ち、本発明においては、ユニットセルは
2個ずつ線対称に成るように配置されるから、このとき
エミッタ第2電極14及びそのスルーホールコンタクト
13は互いに中心を向きエミッタ第2電極14は魚の骨
状になる。ベース引き出しは、ベース第1電極10及び
スルーホールコンタクト13、ベース第2電極15によ
り、周りから引き出し、コレクタは、コレクタ電極11
で1層で引き出す。エミッタ本数が6本、8本となった
場合についても同様である。
That is, in the present invention, since the unit cells are arranged two by two in line symmetry, at this time, the emitter second electrode 14 and its through-hole contact 13 face the center of each other and the emitter second electrode 14 Becomes the fish bone. The base is pulled out from the surroundings by the base first electrode 10, the through-hole contact 13, and the base second electrode 15, and the collector is drawn from the collector electrode 11.
With one layer. The same applies to the case where the number of emitters is six or eight.

【0024】次に、本発明の第2の実施の形態について
図4、5を参照して説明する。この実施例においても、
比抵抗が約20乃至40Ω・cmのP型シリコン半導体
基板1に砒素注入又はアンチモン拡散により形成したN
+ 埋込層2にN型不純物濃度が1×1015乃至1×10
16cm-3、厚さ1.0乃至2.5μmのエピタキシャル
層3を成長させる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Also in this example,
N formed by implantation of arsenic or diffusion of antimony into a P-type silicon semiconductor substrate 1 having a specific resistance of about 20 to 40 Ω · cm.
+ N-type impurity concentration in the buried layer 2 is 1 × 10 15 to 1 × 10
An epitaxial layer 3 having a thickness of 16 cm -3 and a thickness of 1.0 to 2.5 μm is grown.

【0025】次に、第1の実施例と同様に、フォトレジ
スト法、イオン注入により高濃度のコレクタ引き上げ部
5を形成する。そして、シリコン半導体基板1上に表面
保護膜6、例えば、酸化膜500乃至1000Åを形成
し、フォトレジスト法、エッチング、イオン注入法など
により、P型のベース領域7、N+ 型のエミッタ領域8
を形成する。この時、ベース領域7上に形成したベース
第1電極10はエミッタ領域8を外囲する。
Next, as in the first embodiment, a high-concentration collector pull-up portion 5 is formed by a photoresist method and ion implantation. Then, a surface protection film 6, for example, an oxide film of 500 to 1000 ° is formed on the silicon semiconductor substrate 1, and a P-type base region 7 and an N + -type emitter region 8 are formed by a photoresist method, etching, ion implantation method, or the like.
To form At this time, the first base electrode 10 formed on the base region 7 surrounds the emitter region 8.

【0026】そして、エミッタ領域8上にエミッタ第1
電極9を、ベース領域7上にロの字状のベース第1電極
10を、コレクタ引き上げ部5上にロの字状のコレクタ
電極11を形成する。以下は、第1の実施例と同様であ
る。このベース第1電極10でエミッタ領域8で外囲す
ることで、ベース抵抗が低減出来ると共に、電流のアン
バランスを防ぐことができ、高周波特性が向上し、又、
信頼性が向上する。
Then, the first emitter is formed on the emitter region 8.
An electrode 9, a square-shaped base first electrode 10 on the base region 7, and a square-shaped collector electrode 11 on the collector pulling portion 5 are formed. The following is the same as in the first embodiment. By surrounding the first base electrode 10 with the emitter region 8, the base resistance can be reduced, the current imbalance can be prevented, the high-frequency characteristics can be improved, and
Reliability is improved.

【0027】即ち、本発明では、ベース領域7の4方を
高濃度の第2導電型のコレクタ引き上げ部5で外囲する
と共に、ベース領域7の4方を第2導電型のコレクタ引
き上げ部5に導通するロの字状に形成したコレクタ電極
11で外囲したから、コレクタ電流は素子内で均一に流
れる。このため、コレクタ抵抗が低減する。又、本発明
では、コレクタ抵抗の高い図8のような構成でなく、ベ
ース領域7の4方を高濃度の第2導電型のコレクタ引き
上げ部5で外囲すると共に、ベース領域7の4方を前記
第2導電型のコレクタ引き上げ部5に導通するコレクタ
電極11で外囲し、且つ、半導体集積回路の1方の側に
エミッタ第2電極14を引き出し、他方の側にベース第
2電極15を引き出したユニットセルを形成し、このユ
ニットセルのエミッタ第2電極14が互いに対向するよ
うにユニットセルを偶数個配置し、夫々のエミッタ第2
電極14を結線し、エミッタ第2電極14が恰も魚の骨
状に配置されているように構成したから、ユニットセル
のコレクタ抵抗は小さいので、図3に示した半導体集積
回路のコレクタ抵抗も小さい。
That is, in the present invention, the four sides of the base region 7 are surrounded by the high-concentration second-conductivity-type collector pull-up portion 5 and the four sides of the base region 7 are surrounded by the second-conductivity-type collector pull-up portion 5. The collector current flows uniformly in the device because it is surrounded by the collector electrode 11 formed in a square shape that is conductive to the element. Therefore, the collector resistance is reduced. Further, according to the present invention, instead of the configuration as shown in FIG. 8 having a high collector resistance, the four sides of the base region 7 are surrounded by the high-concentration second conductivity type collector pull-up portion 5 and the four sides of the base region 7 are formed. Is surrounded by a collector electrode 11 conducting to the collector pull-up portion 5 of the second conductivity type, an emitter second electrode 14 is drawn out to one side of the semiconductor integrated circuit, and a base second electrode 15 is drawn to the other side. Are formed, and an even number of unit cells are arranged so that the emitter second electrodes 14 of the unit cells face each other.
Since the electrodes 14 are connected and the second emitter electrodes 14 are arranged as if they were fish-bones, the collector resistance of the unit cell is small, so that the collector resistance of the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 3 is also small.

【0028】[0028]

【発明の効果】この発明によれば、上述のように構成し
たから、エミッタ電極を増やした場合でもコレクタ抵抗
が低減し高周波特性が向上する。また、電流のアンバラ
ンスが生じないから、熱暴走が起こらず、信頼性が向上
する。
According to the present invention, since the configuration is as described above, even when the number of emitter electrodes is increased, the collector resistance is reduced and the high frequency characteristics are improved. Further, since no current imbalance occurs, thermal runaway does not occur and reliability is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体集積回路の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a semiconductor integrated circuit according to the present invention.

【図2】(a)は図1のX−X断面図、(b)は図1の
Y−Y断面図である。
2A is a sectional view taken along line XX of FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view taken along line YY of FIG.

【図3】図1のユニットセルを魚の骨状に配置した平面
図である。
FIG. 3 is a plan view in which the unit cells of FIG. 1 are arranged in a fish bone shape.

【図4】本発明の他の実施例の半導体集積回路の平面図
である。
FIG. 4 is a plan view of a semiconductor integrated circuit according to another embodiment of the present invention.

【図5】(a)は図4のX−X断面図、(b)は図4の
Y−Y断面図である。
5A is a sectional view taken along line XX of FIG. 4, and FIG. 5B is a sectional view taken along line YY of FIG.

【図6】従来例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional example.

【図7】(a)、(b)は、従来例を示す他の図であ
る。
FIGS. 7A and 7B are other views showing a conventional example.

【図8】(a)、(b)、(c)は、夫々従来例を示す
他の平面図、X−X断面図、Y−Y断面図である。
8A, 8B, and 8C are another plan view, an XX sectional view, and a YY sectional view showing a conventional example, respectively.

【図9】(a)、(b)は、夫々従来例を示す別の平面
図及び断面図である。
FIGS. 9A and 9B are another plan view and a cross-sectional view showing a conventional example, respectively.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン半導体基板 2 埋込層 3 コレクタ 4 素子分離領域 5 高濃度のコレクタ引き上げ部 6 表面保護膜 7 ベース領域 8 エミッタ領域 9 エミッタ第1電極 10 ベース第1電極 11 コレクタ電極 12 層間絶縁膜 13 スルーホールコンタクト 14 エミッタ第2電極 15 ベース第2電極 16 コレクタパッド開口 REFERENCE SIGNS LIST 1 silicon semiconductor substrate 2 buried layer 3 collector 4 element isolation region 5 high-concentration collector pull-up portion 6 surface protective film 7 base region 8 emitter region 9 emitter first electrode 10 base first electrode 11 collector electrode 12 interlayer insulating film 13 through Hole contact 14 Emitter second electrode 15 Base second electrode 16 Collector pad opening

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型半導体基板上に第2導電型の
コレクタ領域を配置し、このコレクタ領域内に第1導電
型のベース領域、及び、このベ−ス領域内に第2導電型
のエミッタ領域を形成したバイポーラ半導体集積回路に
おいて、前記ベース領域の4方を高濃度の第2導電型の
コレクタ引き上げ部で外囲すると共に、前記ベース領域
の4方を前記第2導電型のコレクタ引き上げ部に導通す
るコレクタ電極で外囲したことを特徴とする半導体集積
回路。
A collector region of a second conductivity type is disposed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, a base region of a first conductivity type in the collector region, and a second conductivity type in a base region thereof. In the bipolar semiconductor integrated circuit in which the emitter region is formed, four sides of the base region are surrounded by a high-concentration second conductivity type collector pull-up portion, and four sides of the base region are covered by the second conductivity type collector. A semiconductor integrated circuit, wherein the semiconductor integrated circuit is surrounded by a collector electrode conducting to a pull-up portion.
【請求項2】 前記エミッタ領域の4方をベース電極で
外囲したことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein four sides of said emitter region are surrounded by a base electrode.
【請求項3】 前記コレクタ電極を挟み1方の側に前記
エミッタ電極が形成され、他方の側にベース電極が形成
されていることを特徴とする請求項1又は2記載の半導
体集積回路。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the emitter electrode is formed on one side of the collector electrode, and a base electrode is formed on the other side.
【請求項4】 第1導電型半導体基板上に第2導電型の
コレクタ領域を配置し、このコレクタ領域内に第1導電
型のベース領域、及び、このベース領域内に第2導電型
のエミッタ領域を形成した半導体集積回路であって、前
記ベース領域の4方を高濃度の第2導電型のコレクタ引
き上げ部で外囲すると共に、前記ベース領域の4方を前
記第2導電型のコレクタ引き上げ部に導通するコレクタ
電極で外囲し、且つ、前記半導体集積回路の1方の側に
エミッタ電極を引き出し、他方の側にベース電極を引き
出したユニットセルを形成し、このユニットセルの前記
エミッタ電極が互いに対向するように前記ユニットセル
を偶数個配置し、前記夫々のエミッタ電極を結線し、前
記ユニットセル間にエミッタ電極が配置されていること
を特徴とする半導体集積回路。
4. A collector region of a second conductivity type is disposed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, a base region of a first conductivity type in the collector region, and an emitter of a second conductivity type in the base region. A semiconductor integrated circuit having a region formed therein, wherein four sides of the base region are surrounded by a high-concentration second-conductivity-type collector pull-up portion, and four sides of the base region are raised by the second-conductivity-type collector. Forming a unit cell which is surrounded by a collector electrode which conducts to a portion, and an emitter electrode is drawn out on one side of the semiconductor integrated circuit, and a base electrode is drawn out on the other side, and the emitter electrode of this unit cell is formed. Wherein an even number of the unit cells are arranged so as to face each other, the respective emitter electrodes are connected, and an emitter electrode is arranged between the unit cells. Integrated circuit.
【請求項5】 前記エミッタ領域の4方をベース電極で
外囲したことを特徴とする請求項4記載の半導体集積回
路。
5. The semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein four sides of said emitter region are surrounded by a base electrode.
【請求項6】 第1導電型半導体基板上に第2導電型の
コレクタ領域を配置し、このコレクタ領域内に第1導電
型のベース領域、及び、このベ−ス領域内に第2導電型
のエミッタ領域を形成したバイポーラ半導体集積回路に
おいて、前記ベース領域の4方を高濃度の第2導電型の
コレクタ引き上げ部で外囲すると共に、前記ベース領域
の4方を前記第2導電型のコレクタ引き上げ部に導通す
るコレクタ電極で外囲することでコレクタ抵抗を低減せ
しめたことを特徴とする半導体集積回路のコレクタ抵抗
低減方法。
6. A collector region of a second conductivity type is disposed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, a base region of a first conductivity type in the collector region, and a second conductivity type in a base region of the second conductivity type. In the bipolar semiconductor integrated circuit in which the emitter region is formed, four sides of the base region are surrounded by a high-concentration second conductivity type collector pull-up portion, and four sides of the base region are covered by the second conductivity type collector. A collector resistance reducing method for a semiconductor integrated circuit, wherein a collector resistance is reduced by surrounding the collector electrode with a collector electrode that is electrically connected to a pull-up portion.
【請求項7】 前記エミッタ領域の4方をベース電極で
外囲したことを特徴とする請求項6記載の半導体集積回
路のコレクタ抵抗低減方法。
7. The method according to claim 6, wherein four sides of the emitter region are surrounded by a base electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6611043B2 (en) 2000-03-15 2003-08-26 Nec Corporation Bipolar transistor and semiconductor device having the same
US10651272B2 (en) 2017-03-14 2020-05-12 United Semiconductor Japan Co., Ltd. Semiconductor device and full-wave rectifier circuit

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