JPS6352473B2 - - Google Patents

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JPS6352473B2
JPS6352473B2 JP7423085A JP7423085A JPS6352473B2 JP S6352473 B2 JPS6352473 B2 JP S6352473B2 JP 7423085 A JP7423085 A JP 7423085A JP 7423085 A JP7423085 A JP 7423085A JP S6352473 B2 JPS6352473 B2 JP S6352473B2
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JP
Japan
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layer
collector
emitter
electrode
base
Prior art date
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JP7423085A
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English (en)
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JPS60227471A (ja
Inventor
Koichiro Satonaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60227471A publication Critical patent/JPS60227471A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は半導体集積回路装置に関する。
[背景技術] 一般に半導体集積回路内のパワートランジスタ
は大電流を必要とすることから実公昭46−28166
号公報にも開示されている如く第1図の等価回路
に示す様に少なくとも2個以上のトランジスタを
半導体基板内に組み込んでそれぞれトランジスタ
のエミツタ電極、ベース電極およびコレクタ電極
を配線層により共通接続してあたかも1個のパワ
ー用トランジスタとして用いられている。
周知のようにパワートランジスタは高出力に耐
えうるようなトランジスタのために、その構造は
必然的に大型になつており、半導体基板表面に形
成される配線層の幅もそれにともない大きいもの
となつている。
またパワートランジスタは大出力を供給できる
ように、エミツタ層・ベース層およびコレクタ層
のそれぞれの層間にパワートランジスタの破壊に
到る二次降伏の原因となる電流集中を妨げる目的
で電極はなるべくエミツタ層上、ベース層上、コ
レクタ層上いつぱいに這わせ、それぞれの電極の
対向長を長くしている。
したがつて上述したように一層の電極配線技術
を用いて製造されたパワートランジスタが組み込
まれている半導体集積回路の配線層の占める面積
は大となつていた。
実際この配線層の占める面積はエミツタ層、ベ
ース層、およびコレクタ層が形成されている領域
のそれの約2倍になつている。
このようにパワートランジスタそれ自体の面積
でさえも大きいうえにこの様な配線層を形成する
ことによつてそれ以上の面積になることは半導体
集積回路の集積度向上の面で大きな妨げとなつて
いた。
[発明の目的] それ故本発明はこのような欠点を除いたもので
その目的は集積度が向上された半導体集積回路を
提供するとともに、半導体集積回路内にパワー用
トランジスタを構成するに際し、パワー用トラン
ジスタの二次降伏破壊に到る電流集中現象の発生
を防止するに有効で新規なエミツタ電極、ベース
電極および、コレクタ電極の各電極配線構造を提
供せんとするものである。
[発明の概要] この目的を達成するための本発明の基本的な構
成は、少なくとも第1導電型単一コレクタ領域
と、該コレクタ領域内に形成された複数の第2導
電型ベース領域と、該複数の第2導電型ベース領
域内にそれぞれ形成された第1導電型エミツタ領
域とからなる半導体基板を具備し、上記複数の第
2導電型ベース領域が互いに電気的に共通接続さ
れ、上記複数の第1導電型エミツタ領域が互いに
電気的に共通接続されることにより構成されたト
ランジスタを少なくとも具備してなる半導体集積
回路装置において、 上記半導体基板一主表面上に第1層絶縁膜が形
成され、 該第1層絶縁膜には上記半導体基板一主表面上
おいて上記複数のエミツタ領域の表面部の大部分
を露出するための複数のエミツタ第1窓開部と、
上記複数ベース領域の表面部の大部分を露出する
ための複数ベース第1窓開部と、上記単一コレク
タ領域の表面部を複数箇所において露出するため
の複数のコレクタ第1窓開部とが形成され、 複数のエミツタ領域に対しそれぞれもしくは共
通にオーミツク接触された複数もしくは単一のエ
ミツタ第1電極層と、複数のベース第1窓開部を
介して複数のベース領域に対し共通にオーミツク
接触された単一ベース第1電極層および複数のコ
レクタ第1窓開部においてコレクタ領域にそれぞ
れオーミツク接触された複数のコレクタ第1電極
層とが第1層電極配線層によりそれぞれ形成さ
れ、 第1層絶縁膜上および上記第1層電極配線層上
には第2層絶縁膜が形成され、該第2層絶縁膜に
は上記複数のコレクタ第1電極層の表面部の少な
くとも一部分を露出するための複数のコレクタ第
2窓開部が少なくとも形成され、 第2層電極配線層により、上記複数のコレクタ
第2窓開を介して上記複数のコレクタ第1電極層
に電気的に共通接続された単一コレクタ第2電極
配線層が少なくとも形成されて成ることを特徴と
する。
[実施例] 第4図は本発明による半導体集積回路装置の完
成体の要部断面図を示し、同図においてまずP型
半導体基板1上に選択的にN+型層2が形成され
ている。そして前記P型半導体基板1および前記
N+型層2上にはたとえばエピタキシヤル成長に
よりN型層3が形成されている。また前記N+
層2にあるN+型層を電気的に孤立させるために
前記N+型層2の周囲にアイソレーシヨン層であ
るP型層4が形成されている。このP型層4によ
つて囲まれたN型層3の表面にはパワートランジ
スタのベース層となるP型層5aおよび5bが形
成されている。そしてこのP型層5aおよび5b
の表面一領域にはエミツタ層となるN+型層6a
および6bが形成されている。また前記N型層3
の表面で前記P型層5aおよび5b以外の領域に
やはりN+型層7a,7bおよび7cが形成され
ている。これはコレクタ層となるN型層3のコン
タクト層になるものである。このように種々の不
純物層が形成された半導体基板1の表面には絶縁
層である酸化膜8が形成され、この酸化膜8は前
記アイソレーシヨン層となるP型層4を除いた他
の不純物層上に位置する領域の一部分に孔開けが
されてベース電極9およびコレクタ電極10が形
成されている。またこれらのベース電極9および
コレクタ電極10さらには前記酸化膜8上には酸
化膜11が形成されている。そしてこの酸化膜1
1でエミツタ層であるN型層6aおよび6b上の
領域の一部分には孔開けがされており、ここにエ
ミツタ電極12が形成され、このエミツタ電極1
2は配線層13によつて接続されている。
第5図は半導体基板上の配線層構造を平面的に
透視した図でありベース電極9が形成されこれら
のベース電極9をまとめて配線層14としてとり
だされている。そしてこの上面には酸化膜11が
形成されこの面には前記エミツタ電極12にスル
ホールによつて接続された配線層13がパワート
ランジスタ形成領域内を走つている。また前記コ
レクタ電極10にやはりスルホールによつて接続
された配線層15がパワートランジスタ形成領域
内を走つている。
第2図および第3図は本発明の実施例による第
1層絶縁膜と第1電極配線層の構造を説明するた
め、本発明による半導体集積回路装置の製造工程
の途中の構造体の要部切断図および平面図を示し
ている。同図に示すように半導体基板一主表面上
に第1層絶縁膜8が形成され、この第1層絶縁膜
8には基板主表面上において複数のエミツタ領域
6a,6bの表面部の大部分を露出するための複
数のエミツタ第1コンタクトホールCe1,Ce2と、
複数のベース領域5a,5bの表面部の大部分を
露出するための複数のベース第1コンタクトホー
ルCb1,Cb2と、単一コレクタ層3内の複数の高
不純物濃度領域7a,7b,7cの表面部を露出
するための複数のコレクタ第1コンタクトホール
Cc1,Cc2,Cc3とが形成され、第1層電極配線層
により複数のエミツタ第1コンタクトホール
Ce1,Ce2を介して複数のエミツタ領域6a,6
bに対し共通にオーミツク接触された単一エミツ
タ第1電極層16と、複数のベース第1コンタク
トホールCb1,Cb2を介して複数のベース領域5
a,5bに対し共通にオーミツク接触された単一
ベース第1電極層9と、複数のコレクタ第1コン
タクトホールCc1,Cc2,Cc3を介して高不純物濃
度領域7a,7b,7cにそれぞれオーミツク接
触された複数のコレクタ第1電極層10とが形成
されている。
またこの第2図および第3図においてJebはエ
ミツタベースPN接合、Jbcはベース・コレクタ
PN接合、Jccはコレクタ高不純物濃度領域接合
Jciはコレクタ・アイソレーシヨン領域接合を示
している。
さらに第3図に示す様に、各エミツタ領域6
a,6bの表面部の大部分はエミツタ第1コンタ
クトホールCe1,Ce2を介してエミツタ第1電極
層16にオーミツク接触し、各ベース領域5a,
5bの表面部の大部分はベース第1コンタクトホ
ールCb1,Cb2を介してベース第1電極層にオー
ミツク接触しているため、エミツタ・ベースPN
接合Jebを横切つて流れる電流の電流密度はこの
エミツタ・ベースPN接合各部においてほぼ均一
となり、トランジスタの二次降伏破壊に至る電流
集中現象を防ぐことができる。
また、第4図および5図にもどつて説明する
と、第1層絶縁膜8と第1層電極配線層9,1
0,16,17,14上には第2層絶縁膜11が
形成され、この第2層絶縁膜11には複数のコレ
クタ第1電極層10の表面部の少なくとも一部分
を露出するためのコレクタ第2コンタクトホール
CC1,CC2,CC3とエミツタ第1電極層16の表
面部の少なくとも一部分を露出するためのエミツ
タ第2コンタクトホールCE1,CE2とが形成され、
第2層電極配線層により、複数のコレクタ第2コ
ンタクトホールCC1,CC2,CC3を介して複数の
コレクタ第1電極層に電気的に共通接続された単
一コレクタ第2電極配線層15が形成され、複数
のエミツタ第2コンタクトホールCE1,CE2を介
しそれぞれのエミツタ第1電極層16に電気的に
接続されたエミツタ第2電極配線層13が形成さ
れている。なお、第5図に示した実施例におい
て、エミツタ第1電極配線層17は、例えばエミ
ツタ第2コンタクトホールCE1,CE2を拡げてエ
ミツタ第2電極配線層13とのコンタクト面積を
充分にとるために使用されている。また、「変形
例」の中で述べたような形態で使用される。
この様に複数のベース領域5a,5bの周辺に
は複数の高不純物濃度領域7a,7b,7cが形
成され、コレクタ電極10が接続されているた
め、コレクタ直列抵抗の抵抗値γcsが低減されて
いる。
[効果] 以上説明した本発明の実施例によると複数のエ
ミツタ第1電極層16がエミツタ第1配線層17
およびエミツタ第2配線層13により電気的に共
通接続され、複数のベース第1電極層9がベース
第1配線層により電気的に共通接続されているた
め、第1図の等価回路に示した様なエミツタ、ベ
ース・コレクタが共通接続されたパワー用トラン
ジスタを得ることが出来る。
[変形例] 上記に説明した本発明の実施例によればエミツ
タ電極の共通接続は第1層電極配線層と第2層電
極配線層とによつて行われているが本発明はこれ
に限定されるものではなく、エミツタ電極の共通
接続は第1層電極配線層か第2層配線層のいづれ
か一方のみによつて行つても良い。
このように多層配線構造にすることによつて従
来、パワートランジスタ形成領域外に形成された
配線層をパワートランジスタ形成領域内に形成で
きるので集積度の向上が計れる。
本実施例ではP型半導体基板面に半導体集積回
路を形成しているが、N型半導体基板面に形成し
てもよい。ただしこの場合不純物層の導電型は全
て逆にする必要があることはもちろんである。
さらに本実施例では配線層間に介存される絶縁
膜は二酸化シリコン膜であるが、これに限らず絶
縁性樹脂あるいはPSG(燐シリケートガラス)、
BSG(ボロンシリケートガラス)などでもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は半導体集積回路内に構成されるパワー
用トランジスタの等価回路を示し、第2図および
第3図は本発明による半導体集積回路装置の製造
工程の途中の構造体の要部断面図および平面図を
示し、第4図および第5図は本発明による半導体
集積回路装置の完成体の要部断面図および平面図
を示す。 1……P型半導体基板、2,6a,6b,7
a,7b,7c……N+型層、3……N型層、4,
5a,5b……P型層、8……第1層絶縁膜、1
1……第2層絶縁膜、9……ベース第1電極層、
14……ベース第1配線層、16……エミツタ第
1電極層、17……エミツタ第1配線層、10…
…コレクタ第1電極層、13……エミツタ第2配
線層、15……コレクタ第2配線層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも第1導電型単一コレクタ領域と、
    該コレクタ領域内に形成された複数の第2導電型
    ベース領域と、該複数の第2導電型ベース領域内
    にそれぞれ形成された第1導電型エミツタ領域と
    からなる半導体基板を具備し、上記複数の第2導
    電型ベース領域が互いに電気的に共通接続され、
    上記複数の第1導電型エミツタ領域が互いに電気
    的に共通接続されることにより構成されたトラン
    ジスタを少なくとも具備してなる半導体集積回路
    装置において、 上記半導体基板一主表面上に第1層絶縁膜が形
    成され、 該第1層絶縁膜には上記半導体基板一主表面上
    おいて上記複数のエミツタ領域の表面部の大部分
    を露出するための複数のエミツタ第1窓開部と、
    上記複数ベース領域の表面部の大部分を露出する
    ための複数ベース第1窓開部と、上記単一コレク
    タ領域の表面部を複数箇所において露出するため
    の複数のコレクタ第1窓開部とが形成され、 複数のエミツタ領域に対しそれぞれもしくは共
    通にオーミツク接触された複数もしくは単一のエ
    ミツタ第1電極層と、複数のベース第1窓開部を
    介して複数のベース領域に対し共通にオーミツク
    接触された単一ベース第1電極層および複数のコ
    レクタ第1窓開部においてコレクタ領域にそれぞ
    れオーミツク接触された複数のコレクタ第1電極
    層とが第1層電極配線層によりそれぞれ形成さ
    れ、 第1層絶縁膜上および上記第1層電極配線層上
    には第2層絶縁膜が形成され、該第2層絶縁膜に
    は上記複数のコレクタ第1電極層の表面部の少な
    くとも一部分を露出するための複数のコレクタ第
    2窓開部が少なくとも形成され、 第2層電極配線層により、上記複数のコレクタ
    第2窓開部を介して上記複数のコレクタ第1電極
    層に電気的に共通接続された単一コレクタ第2電
    極配線層が少なくとも形成されて成ることを特徴
    とする半導体集積回路装置。
JP7423085A 1985-04-10 1985-04-10 半導体集積回路装置 Granted JPS60227471A (ja)

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