JPS6124264A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6124264A JPS6124264A JP14534384A JP14534384A JPS6124264A JP S6124264 A JPS6124264 A JP S6124264A JP 14534384 A JP14534384 A JP 14534384A JP 14534384 A JP14534384 A JP 14534384A JP S6124264 A JPS6124264 A JP S6124264A
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- JP
- Japan
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- emitter
- transistor
- region
- current
- resistance
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- Pending
Links
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
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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
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/0804—Emitter regions of bipolar transistors
Landscapes
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体装置に係シ、特にエビタキシャルゾレ
ーナ技術によシ製造され、オーディオノ母ワーＩＣ（集
［１路）、モータコントロールＩＣ等に使用される電力
トランジスタに関する。
ーナ技術によシ製造され、オーディオノ母ワーＩＣ（集
［１路）、モータコントロールＩＣ等に使用される電力
トランジスタに関する。
従来、この種のトランジスタはその平面形状が例えば第
４図に示すような棒状構造となっていた。同図に於いて
、１１はペース領域、１２はこのペース領域１１に対向
して図示しない絶縁層に設けられたベースコンタクト窓
、１３はエミッタ領域、１４はこのエミッタ領域１３に
対向して図示しない絶縁層に設けられたエミッタコンタ
クト窓、１５はベース領域１ノの周囲に存在するコレク
タ領域の一部表面に高濃度拡散させたコレクタコンタク
ト領域をそれぞれ示す。また、１６はアルミニウムＡ１
で形成された配線層であり、この配線層１６はエミッタ
コンタクト窓１４を介してエミッタ領域１３に接続され
ている。
４図に示すような棒状構造となっていた。同図に於いて
、１１はペース領域、１２はこのペース領域１１に対向
して図示しない絶縁層に設けられたベースコンタクト窓
、１３はエミッタ領域、１４はこのエミッタ領域１３に
対向して図示しない絶縁層に設けられたエミッタコンタ
クト窓、１５はベース領域１ノの周囲に存在するコレク
タ領域の一部表面に高濃度拡散させたコレクタコンタク
ト領域をそれぞれ示す。また、１６はアルミニウムＡ１
で形成された配線層であり、この配線層１６はエミッタ
コンタクト窓１４を介してエミッタ領域１３に接続され
ている。
このトランジスタに於いて、エミッタ接合部を通してエ
ミッタ領域１３に流入したエミッタ電流は、エミッタ領
域１３に接続された配線層１６を介して集結部Ｐに集め
られ、トランジスタ外に流出する。
ミッタ領域１３に流入したエミッタ電流は、エミッタ領
域１３に接続された配線層１６を介して集結部Ｐに集め
られ、トランジスタ外に流出する。
上記のようなトランジスタに於いて、大電流動作時、エ
ミッタコンタクト窓１４に接合している配線層１６の抵
抗が問題となる。すなわち、エミッタ電流がこの抵抗部
を流れると、電圧降下を生じ、その結果電流集結部Ｐと
この電流集結部Ｐから離れた位置Ｑとでは、エミッタ接
合電圧に差が生じる。このため、エミッタ全体が不均一
な動作状態になシ、局部的に電流集中を起こし、熱暴走
等の危険な状態となる。
ミッタコンタクト窓１４に接合している配線層１６の抵
抗が問題となる。すなわち、エミッタ電流がこの抵抗部
を流れると、電圧降下を生じ、その結果電流集結部Ｐと
この電流集結部Ｐから離れた位置Ｑとでは、エミッタ接
合電圧に差が生じる。このため、エミッタ全体が不均一
な動作状態になシ、局部的に電流集中を起こし、熱暴走
等の危険な状態となる。
このような事態を解消するために、従来は第４図に示し
たように、エミッタ領域１３及び配線層１６の幅を、電
流集結部Ｐ側を広くシ、こ−の電流集結部Ｐから離れる
につれて狭く形成している。さらに、エミッタ電極部の
幅（エミッタコンタクト窓１４の幅）を均一にして、エ
ミッタ接合部とエミッタ領域１３の端縁部との幅を電流
集結部Ｐ側の幅をｂｌこの電流集結部Ｐから離れた位置
Ｑ側の幅をａとした場合、ｂ〉ａの関係にすることによ
シ、エミッタ抵抗を入れ、これによシ配線層１６による
電圧降下を補正し、トランジスタ全体に均一に接合電圧
が配分されるように考慮している。
たように、エミッタ領域１３及び配線層１６の幅を、電
流集結部Ｐ側を広くシ、こ−の電流集結部Ｐから離れる
につれて狭く形成している。さらに、エミッタ電極部の
幅（エミッタコンタクト窓１４の幅）を均一にして、エ
ミッタ接合部とエミッタ領域１３の端縁部との幅を電流
集結部Ｐ側の幅をｂｌこの電流集結部Ｐから離れた位置
Ｑ側の幅をａとした場合、ｂ〉ａの関係にすることによ
シ、エミッタ抵抗を入れ、これによシ配線層１６による
電圧降下を補正し、トランジスタ全体に均一に接合電圧
が配分されるように考慮している。
しかしながら、このような構成にすると、第５図の等価
回路に示すようにトランジスタ全体にエミッタ抵抗ＲＥ
が挿入させることになる。このような状態であると、ト
ランジスタの安全動作領域を広くして剛性（破壊強度）
を向上させる場合には抵抗値を大きくすることによシ達
成できるが、逆に電力トランジスタの必要条件である大
電流での利得、飽和電圧を満足できないことになる。
回路に示すようにトランジスタ全体にエミッタ抵抗ＲＥ
が挿入させることになる。このような状態であると、ト
ランジスタの安全動作領域を広くして剛性（破壊強度）
を向上させる場合には抵抗値を大きくすることによシ達
成できるが、逆に電力トランジスタの必要条件である大
電流での利得、飽和電圧を満足できないことになる。
このため、従来、上記トランジスタ形状で電力トランジ
スタの特性を満足させるために、同じ形状のものを２個
以上並列に接続して対応していた。
スタの特性を満足させるために、同じ形状のものを２個
以上並列に接続して対応していた。
しかしながら、これでは電力トランジスタの占有面積が
犬きくなシ、微細化及び価格面に於いて障害となってい
た。
犬きくなシ、微細化及び価格面に於いて障害となってい
た。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は
、トランジスタの剛性が向上し、全体として安定した動
作を行ない、さらに微細化及び低価格化の可能な半導体
装置を提供することにある。
、トランジスタの剛性が向上し、全体として安定した動
作を行ない、さらに微細化及び低価格化の可能な半導体
装置を提供することにある。
本発明は、単位トランジスタに於けるエミッタ領域を、
拡散層からなるエミッタ領域と、幅狭の拡散層で形成さ
れ、このエミッタ領域とエミッタ電極とを結合するエミ
ッタ結合部とで構成することによシ、エミッタ能動領域
にエミッタ抵抗を付加するようにし、さらにこの単位ト
ランジスタを複数個並列に接続して電力トランジスタを
構成する。
拡散層からなるエミッタ領域と、幅狭の拡散層で形成さ
れ、このエミッタ領域とエミッタ電極とを結合するエミ
ッタ結合部とで構成することによシ、エミッタ能動領域
にエミッタ抵抗を付加するようにし、さらにこの単位ト
ランジスタを複数個並列に接続して電力トランジスタを
構成する。
すなわち、単位トランジスタ個個にエミック拡散抵抗を
付加することによシ剛性を向上させて、大電流動作時の
安定化を図るものである。
付加することによシ剛性を向上させて、大電流動作時の
安定化を図るものである。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図は、本発明に係る電力トランジスタの平面構成を示
すもので、この電力トランジスタは複数、例えば４個の
単位トランジスタ２１．２２，２３．２４を並列接続し
て構成されるものである。これら単位トランジスタ２ノ
２２．２３．２４は全て同じ構造であるので、ここでは
単位トランジスタ２２を例にとってその構造を説明する
。
１図は、本発明に係る電力トランジスタの平面構成を示
すもので、この電力トランジスタは複数、例えば４個の
単位トランジスタ２１．２２，２３．２４を並列接続し
て構成されるものである。これら単位トランジスタ２ノ
２２．２３．２４は全て同じ構造であるので、ここでは
単位トランジスタ２２を例にとってその構造を説明する
。
この単位トランジスタ２２に於いて、３ノはシリコン基
板内に不純物拡散により形成されたペース領域であり、
このペース領域３ノ内にはエミッタ領域３２が形成され
てｂる。このエミ、り領域３２には、エミッタ能動領域
３３．。
板内に不純物拡散により形成されたペース領域であり、
このペース領域３ノ内にはエミッタ領域３２が形成され
てｂる。このエミ、り領域３２には、エミッタ能動領域
３３．。
８３□と共に、幅狭（幅Ｃ）のエミッタ結合部、９４４
．３４２が設けられており、このエミッタ結合部、？４
． 、３４□によりエミッタ能動領域３３．３３２とＳ
１ミツタ電極３５との間〃Ｉ結合されている。また、３
６はペース領域３ノの周囲に存在するコレクタ領域の一
部表面に高不純物濃度拡散させたコレクタコンタクト領
域、３７はこのコレクタコンタクト領域３６に接続され
た例えばアルミニウムＡ１の配線層を示す。
．３４２が設けられており、このエミッタ結合部、？４
． 、３４□によりエミッタ能動領域３３．３３２とＳ
１ミツタ電極３５との間〃Ｉ結合されている。また、３
６はペース領域３ノの周囲に存在するコレクタ領域の一
部表面に高不純物濃度拡散させたコレクタコンタクト領
域、３７はこのコレクタコンタクト領域３６に接続され
た例えばアルミニウムＡ１の配線層を示す。
上記単位トランジスタ２２に於いては、エミッタ能動領
域３Ｂ１．３３２のＰＮ接合部から流入されたエミッタ
電流は、エミッタ結合部３４．。
域３Ｂ１．３３２のＰＮ接合部から流入されたエミッタ
電流は、エミッタ結合部３４．。
３４２の拡散抵抗部を通シェミッタ電極３５部に集結さ
れる。また、他の単位トランジスタ２１２３．２４に於
いても同様の動作がなされる。
れる。また、他の単位トランジスタ２１２３．２４に於
いても同様の動作がなされる。
第２図は第１図に示した構造の等価回路図を示すもので
ある。この回路から明らかなように、各単位トランジス
タにはエミッタ能動領域３３゜３３□に、エミッタ結合
部３４１． ：Ｎ□のエミッタ抵抗Ｒ８が挿入された状
態となっている。このため、各単位トランジスタに電流
集中が起こると、エミッタ抵抗Ｒつにかかる電位が高く
なる。しかしながら、この電力トランジスタ全体のエミ
ッタ４１．ペース４２間にかかる電位は変わらないので
、各単位トランジスタのペース、エミッタ間のＰＮ＠合
にかかる電圧は小さくなシ、その結果電流集中は緩和さ
れる。
ある。この回路から明らかなように、各単位トランジス
タにはエミッタ能動領域３３゜３３□に、エミッタ結合
部３４１． ：Ｎ□のエミッタ抵抗Ｒ８が挿入された状
態となっている。このため、各単位トランジスタに電流
集中が起こると、エミッタ抵抗Ｒつにかかる電位が高く
なる。しかしながら、この電力トランジスタ全体のエミ
ッタ４１．ペース４２間にかかる電位は変わらないので
、各単位トランジスタのペース、エミッタ間のＰＮ＠合
にかかる電圧は小さくなシ、その結果電流集中は緩和さ
れる。
このように、上記単位トランジスタ２１〜２４によシ構
成された電力トランジスタに於いては、内部帰還作用が
あるため安定化を図ることができ、その剛性は向上する
。
成された電力トランジスタに於いては、内部帰還作用が
あるため安定化を図ることができ、その剛性は向上する
。
第３図は、従来のトランジスタの安全動作曲線（イで示
す）と、本発明の安全動作向ｍ（口で示す）とを比較し
て示すものである。両者はコレクターペース間電圧ｖｃ
１．ｏが低電圧である場合は差がないが、ＩＯＶ以上に
なると、本発明のトランジスタの方が安全動作領域が広
くなり、剛性が改善される。
す）と、本発明の安全動作向ｍ（口で示す）とを比較し
て示すものである。両者はコレクターペース間電圧ｖｃ
１．ｏが低電圧である場合は差がないが、ＩＯＶ以上に
なると、本発明のトランジスタの方が安全動作領域が広
くなり、剛性が改善される。
以上のように本発明によれば、トランジスタの剛性が向
上し、安全動作領域も広くすることができ、また従来の
ように複数のトランジスタ全並列接続する構造に比べて
占有面積が小さくなり、微細化及び低価格化を実現でき
るので、電力トランジスタとして好適である。
上し、安全動作領域も広くすることができ、また従来の
ように複数のトランジスタ全並列接続する構造に比べて
占有面積が小さくなり、微細化及び低価格化を実現でき
るので、電力トランジスタとして好適である。
第１図は本発明の一実施例に係る電力トランジスタの構
成を示す平面図、第２図は第１図のトランジスタの等価
回路図、第３図は本発明と従来のトランジスタの安全動
作領域を比較して示す特性図、第４図は従来のトランジ
スタの構成を示す平面図、第５図は第４図のトランジス
タの等価回路図である。 ２１〜２４・・・単位トランジスタ、３ノ・・ペース領
域、３２・・・エミッタ領域、３３４．３３２・・・エ
ミッタ能動領域、３４．１．３４２・・・エミッタ結合
部、３５・・・エミッタ電極、３６・・・コレクタコン
タクト領域、３７・・配線層。
成を示す平面図、第２図は第１図のトランジスタの等価
回路図、第３図は本発明と従来のトランジスタの安全動
作領域を比較して示す特性図、第４図は従来のトランジ
スタの構成を示す平面図、第５図は第４図のトランジス
タの等価回路図である。 ２１〜２４・・・単位トランジスタ、３ノ・・ペース領
域、３２・・・エミッタ領域、３３４．３３２・・・エ
ミッタ能動領域、３４．１．３４２・・・エミッタ結合
部、３５・・・エミッタ電極、３６・・・コレクタコン
タクト領域、３７・・配線層。
Claims (1)
- エミッタ領域が、拡散層からなるエミッタ能動領域と
、幅狭の拡散層で形成され、このエミッタ領域とエミッ
タ電極とを結合するエミッタ結合部とで構成されてなる
単位トランジスタを、複数個並列接続して構成したこと
を特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14534384A JPS6124264A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14534384A JPS6124264A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6124264A true JPS6124264A (ja) | 1986-02-01 |
Family
ID=15382983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14534384A Pending JPS6124264A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6124264A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5374844A (en) * | 1993-03-25 | 1994-12-20 | Micrel, Inc. | Bipolar transistor structure using ballast resistor |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP14534384A patent/JPS6124264A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5374844A (en) * | 1993-03-25 | 1994-12-20 | Micrel, Inc. | Bipolar transistor structure using ballast resistor |
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