JPS62298172A - 半導体装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、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、特にフレフ
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
てはエミッタの有効面積を増大き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ッタ構造が
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型のマルチエミッタ領域（３４）
・・・（３４）　（点線で示す。）とを備え、マルチエ
ミッタ領域（３４）・・・（３４〉はベース領域（３３
）のほぼ全表面に均一に配置きれている。

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
ッタ電極（３６〉を形成する。ベース電極（３５〉は前
記ベース領域（３３〉と才一ミックフンタクトし且つポ
ンディングパッド予定領域まで延在啓れており、エミッ
タ電極（３６）はマルチエミッタ領域（３４）・・・（
３４）にオーミックコンタクトしポンディングパッド予
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、ポンディングパッド予定領
域上の拡張部分に金属細線がボンディングさ終て構成さ
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。従って前記コレクタ容
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）と、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
ッタ領域（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
エミッタ領域（５）・・・（５）と夫々オーミックコン
タクトする第１ベース電極（７）・・・（７）および第
１エミッタ電極（８）・・・（８）と、少なくとも該第
１ベース電極（７）・・・（７）および第１エミッタ電
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エミッタ電
極（８）・・・（８）とオーミックフンタクトする第２
ベース工極（１０）および第２エミッタ電極（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。

（ネ）作用 夫々のコレクタ領域の少数キャリアの流れは第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
数キャリアの広がり面積（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
は夫々のユニッ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Ｌ、およびＷｉとすると、コ
レクタ電流工。は前述した２次元的な広がりを青感する
と本発明のトランジスタ（１）のコレクタ電流Ｉｃはｎ
　（Ｌ　Ｉｌｌ＋ｗｉ）”とほぼ比例する。

ここでｎは形成きれたベース領域（４）・・・（４）の
数であり、ＩＣはユニットトランジスタのコレクタ電流
ｉ。の総和でありＩ（”ｎｉｃとなる。従来はベース長
（Ｌ８）はコレクタ領域幅（Ｗ　ｉ　）に較べ非常に大
きいために、コレクタ電流工。はベース面積ｎＬｌ＋１
に比例する。

しかし前記ベース面積（ｎＬｉ”）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（ｎＬ　ｌ”）
が小さくなる。）であるとコレクタ領域幅＜　Ｗ　ｉ　
）は無視できずコレクタ電流工。はｎ　（Ｌ　ａ　＋Ｗ
ｉ）　２に比例する。従って第２図に示す如くコレクタ
電流ｉｃはベース長（Ｌ、）に対し非線形領域を有する
。ここで第２図のベース長（Ｌ３）は夫々のベース面積
（Ｌｌ）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”）を夫々小さくしてもコレクタ電流ｉ
ｃ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きくなっても、そ
れ程コレクタ電流工。

が減少しない点に着目した。′ （へ）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。

本発明に依るトランジスタ（１）は第１図（ロ）に示す
如く、Ｎ′″型のフレフタコンタクト領域となる半導体
基板（２）、Ｎ型エピタキシャ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“型のエミッ
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
ッタ領域（５）・・・（５）とオーミックコンタクトし
て形成される第１ベース電極（７）・・・（７）および
第１エミッタ寛極（８）・・・（８）と、少なくとも該
第１ベース電極（７）・・・（７）および第１エミッタ
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
エミッタ電極（８）・・・（８）とオーミックコンタク
トする第２ベース電極（１０）および第２エミッタ電極
（１１）と、前記コレクタ領域（２〉とオーミックコン
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ャン
ネルストッパーとして働くアニユラ−領域等を形成して
も良い。

ここで例えばベース領域（４）・・・（４）はおよモ３
００ｔ１ｍＸ３００μｍで１００個、Ｗｉは１５０μｍ
で形成され、このベース領域（４）・・・（４）の夫々
にエミッタ領域（５）・・・り５）がおよそ１５０８ｍ
Ｘ１５０μｍで形成される。前記拡散領域は第１図（イ
〉では点線で示きれている。また第１エミッタ電極り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エミッタ電極（８）・・・（８
）および第１ベース寛極（７）・・・（７）は２点鎖線
で示きれている。更には第２エミッタ寛極（１１）と第
２ベース電極（１０）はストライブ状または櫛歯状に形
成されており、前記電極り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ベース寛極（１０）と平行に第１エミッタ電極（８
）の両端にあり、エミッタコンタクトは第１エミッタ電
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（Ｌｌ）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。

コレクタ領域（３）の少数キャリアの流れは第３図（イ
）に示す如く、点線のように２次元的に広がり、この少
数キャリアの広がり面積（第３図（ロ）に点線で示す。

）にコレクタ電流Ｉｃは比例する。この２次元的な広が
りを考慮すると前記コレクタ電流工。はｎ（Ｌ＊＋Ｗｉ
）”とほぼ比例する。

従っ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Ｉ。はベース長（Ｌ、
）に対して非線形領域を有する。その結果前記ベース面
積（Ｌｍ”）を小さくしてもコレクタ電流■。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（Ｌｌ）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図のようになるにこでＷｉは１５０μｍと
する。第４図の本発明はＬ８＝３００μｍのユニットト
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ットトランジスタを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２００
ｐＦより１００ｐＦに減少する。その結果従来よりも約
に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Ｌｍ”／Ｗｉの所定値も変化してゆく、Ｗｉを１５０
μｍとした場合はＬｌ、／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Ｌｓ”　
＜　１１０００Ｘ１５ ０Ｌ　　　＜　　　３８７　　μｍ となりコレクタ容量がにとなる効果が表われる点である
。

（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
有するユニットトランジスタを複数重することで、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。

【図面の簡単な説明】

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
のフレフタ電流−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
タ内の少数キャ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
ミッタ領域、　（６）はシリコン酸化膜、　（７）は第
１ベース電極、　（８）は第１エミッタ電極、（９）は
シリコン酸化膜、（１０）は第２ベース電極、　　（１
１）は第２エミッタ電極である。 出願人　三洋Ｔ機株式会社外１名 代理人　弁理士　西野卓嗣　外１名 筆　１　図　　（イン 第　１　図　（ロン 第２　閃 へ゛−大長＋Ｌｓ）Ｃ）”’〕 第　３　図　（イ） 第　３　図　（口ン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともコレクタ領域となる半導体基板と、該
   半導体基板内に形成される複数のベース領域と、該ベー
   ス領域内に形成されるエミッタ領域と、前記半導体基板
   上に被覆される第１絶縁膜と、該第１絶縁膜上に夫々の
   前記ベース領域およびエミッタ領域と夫々オーミックコ
   ンタクトする第１ベース電極および第１エミッタ電極と
   、少なくとも該第１ベース電極および第１エミッタ電極
   を被覆するように形成された第２絶縁膜と、該第２絶縁
   膜上に夫々の前記第１ベース電極および第１エミッタ電
   極とオーミックコンタクトする第２ベース電極および第
   ２エミッタ電極とを備え、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
   することを特徴としたトランジスタ。