JPH0475353A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関し、特に櫛型電極構造のバイポ
ーラトランジスタを有する半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、動作周波数１００ＭＨ２以上の高周波トランジ
スタの性能を示すパラメータとしては、性能指数ｆア／
　ＣＣ・ｒｂｂ’が従来より用いられている。ここで、
ｆｌは利得帯域幅、Ｃ９はコレクタ接合容量、ｒｂｂ′
はベース抵抗である。この性能指数が高いトランジスタ
、すなわちｆｉが高く、ｃｃ、ｒｂｂ’が小さいトラン
ジスタ程、利得が高く、性能が良くなることが知られて
いる。

ところで、ｆＴを高くするためには、コレクタ接合容量
Ｃｃを小さくし、コレクタ容量充電時間を短くすること
がある。また、コレクタ容量Ｃ６を下げるには、ベース
・コレクタ接合面積ＡＣを小さくすることが行われてい
る。

ベース・コレクタ接合面積を小さくするのに最も簡単な
方法は、エミツタ幅をできる限り小さくすることであり
、これによりエミッタの実効的な幅を小さくするととも
に相対的なベース・コレクタ接合面積の縮小が行われる
。つまり、エミッタの周囲長ＬＥとベース・コレクタ接
合面積Ａｃの比Ｌｔ／Ａｃを可能な限り大きくすること
が行われている。

この比Ｌｙ／Ａｃを大きくするために、トランジスタの
構造としては櫛型電極構造が用いられることが多い。櫛
型電極構造は、細長い矩形状のエミッタとベースを複数
個づつ交互に互いに対向して配置し、その上に細長い矩
形状のエミッタ電極及びベース電極を形成し、これらの
電極をそれぞれエミッタ引出し電極、ベース引出し電極
により並列接続しているものである。

第４図はこの櫛型電極構造をした従来のバイポーラトラ
ンジスタの平面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ！’ｉに沿
う断面図である。

これらの図において、Ｎ型半導体基板１をコレクタ領域
とし、このＮ型半導体基板１の一主面にＰ型ベース領域
２を形成し、Ｐ型ベース領域２内に複数個の矩形状のＮ
゛型エミッタ領域３とＰ゛型ベースコンタクト領域４を
交互に対向して形成している。

これらエミッタ領域３．ベースコンタクト領域４上には
各々絶縁膜５を介して矩形状のエミッタ電極６並びにベ
ース電極７が形成されている。

ここで、エミッタ電極６並びにベース電極７は、共に幅
が１．６μｍ程度、厚さが０゜５μｍ程度の金電極であ
り、電極間隔は１．４μｍ程度である。

そして、複数個のエミッタ電極６は、エミッタ引出し電
極８により並列に接続されてエミッタポンディングバッ
ド９に接続されている。同様に、複数個のベース電極７
は、ベース引出し電極１０により並列に接続されてベー
スポンディングパッド１１に接続されている。

なお、コレクタ電極は半導体基板１の底面に形成されて
おり、また、エミッタ電極とエミッタ引出し電極の間に
は各エミッタを均一にＲＦ動作させるためのエミッタ安
定化抵抗が一般に設けられるが、ここでは省略した。

〔発明が解決しようとする課題〕

動作周波数１００ＭＨ２以上、出力電力ＩＷ以上の高周
波高出力トランジスタにおいては、上述の櫛型電極構造
を採用し、エミッタの長さを長くし、あるいはエミッタ
本数を多くして流し得る電流を大きくし、取扱い可能な
電力を大きくしている。

しかしながら、エミッタの長さが長くなり、あるいはエ
ミッタの本数が多くなると、それに対向するベースの長
さ、すなわちベース電極の長さしが長くなり、あるいは
ベース電極の本数が増えることによりベース引出し電極
の長さＬ２が長くなる。

ところで、ベース電極、ベース引出し電極は、その長さ
に比例して寄生インダクタンスを持っている。トランジ
スタをベース接地で用いる場合には、この寄生インダク
タンスは接地インダクタンスとして働き、電力利得を下
げてしまう。

このため、従来の櫛型電極構造のベース接地トランジス
タにおいては、高出力化を図るために、エミッタの長さ
を大きくし、あるいはエミッタ本数を増やすと、それに
伴いベース電極の長さ、あるいはベース引出し電極の長
さが増え、ペースポンディングパッドから離れたトラン
ジスタ部分に対する寄生接地インダクタンスが増加し、
この部分の電力利得が低下し、トランジスタ動作が不均
一となり、結果としてトランジスタの電極利得が低下す
るという問題があった。

この点において、ベース引出し電極の長さを長くしたと
きに、寄生インダクタンスを減らす方法として、ベース
引出し電極の幅を広くする方法がある。しかしながら、
この方法を用いると、ベース引出し電極部の下はコレク
タ領域であるため、コレクタベース間の寄生ＭＩＳ容量
が大きくなる。

この寄生ＭＩＳ容量はベース接地で用いる場合に出力寄
生容量として働くため、容量が大きいと電力利得が低下
してしまうことになり、この電極の幅を広げる方法は得
策ではない。

また、ベース電極の寄生インダクタンス低減の方法とし
て、電極の厚さを厚くする方法も考えららるが、現在の
電極形成プロセスではアスペクト比は２程度であり、電
極のアスペクト比を増やすことは加工歩留の低下を引起
こすという問題がある。

本発明の目的は寄生ＭｒＳ容量の増加や電極のアスペク
ト比を高くすることなく、ベース電極やベース引出電極
における寄生インダクタンスを低減することを可能とし
た半導体装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、櫛型に設けられたへ一ス電極を
、その直上に配置されてベース電極を覆う面積の広い板
状の第２のベース電極にそれぞれ接続した構成とする。

この場合、第２のベース電極は、例えばエミッタ電極お
よびベース電極上に被着された絶縁膜上に形成され、こ
の絶縁膜に設けたスルーホールを通して各ベース電極に
接続される。

〔作用〕

本発明によれば、第２のベース電極を設けることで、ベ
ース電極およびベース引出電極の幅を実質的に広くして
寄生インダクタンスを低減し、かつ第２ベース電極は半
導体基板から離れた位置に形成されるため、寄生ＭＴＣ
容量が増加されることはない。

〔実施例］ 次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１実施例の平面図であり、第２図は
第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

これらの図において、比抵抗０．５〜２．５Ω・ｃｍＯ
Ｎ型半導体基板１をコレクタ領域とし、このＮ型半導体
基板１の一主平面にシート抵抗がＩＫΩ／口程度のＰ型
ベース領域２を形成する。また、このＰ型ベース領域２
内には、複数個の矩形状のＮ＋型エミッタ領域３および
Ｐ゛ベースコンタクト’ｐＭ域４交互に対向して形成し
ている。そして、エミッタ領域３．ベースコンタクト領
域４上には第１の絶縁膜５を形成し、この第１の絶縁膜
５に開設したコンタクトホールを通して矩形状のエミッ
タ電極６およびベース電極７を形成している。

ここで、エミッタ電極並びにベース電極は、共に幅が１
．６μｍ程度、厚さが０．５μｍ程度の金電極であり、
電極間隔は１．４μｍ程度である。

また、複数個のエミッタ電極６はエミッタ引出し電極８
により並列に接続され、エミッタポンディングパッド９
に接続されている。また、複数個のベース電極７はベー
ス引出し電極１０により並列に接続され、ベースポンデ
ィングパッド１１に接続されている。

さらに、前記複数個のエミッタ電極６およびベース電極
７上には厚さが１μｍ程度の第２の絶縁膜１２を被着し
、この第２の絶縁膜１２上には第２のベース電極１３を
形成している。この第２のベース電極１３は厚さが１μ
ｍ程度以上の金で形成され、前記エミッタ電極６および
ベース電極７を覆う形状１寸法に形成され、幅が０．８
μｍ程度のスルーホール１４を介してベース電極７に接
続されている。

これらスルーホール１４および第２のベース電極１３の
形成方法は、通常のフォトレジスト工程金メツキ工程に
より形成できるので、工程の詳細についての説明は省略
する。

なお、図示は省略するが、コレクタ電極は半導体基板１
の底面に形成されており、またエミ・ツタ電極とエミッ
タ引出し電極の間にはエミッタ安定化抵抗が一般に設け
られるが、ここでは省略した。

この構成によれば、複数個のベース電極７はその直上に
延設された第２のベース電極１３に電気接続される。こ
れにより、ベース電極１３の実質的な幅を大きくでき、
寄生インダクタンスを低減する。一方、この第２のベー
ス電極１３は第１および第２の絶縁膜５，１２を介して
半導体基板１に対向しているため、その間の距離によっ
てコレクタ・ベース間の寄生ＭＩＳ容量を抑制すること
ができる。これにより、エミッタ長を長くしたりエミッ
タ本数を増やしてトランジスタの高出力化を図った場合
でも、ベース電極における寄生インダクタンス、寄生Ｍ
ＩＳ容量の増大を防止し、トランジスタを均一動作させ
てその電力利得の増大が実現できる。

第３図は本発明の第２の実施例の平面図である。

第１実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
は省略している。

この第２実施例では、第２のベース電極１３Ａを大きく
形成し、ここにベース引出し電極部１０Ａとベースボン
ディングパソド部１１Ａを一体に形成している。

この構成によっても、第１実施例と同様の効果を得るこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、櫛型に設けられたベース
電極を、その直上に設けた広い板状をした第２のベース
電極に接続しているので、コレクタ・ベース間寄生ＭＩ
Ｓ容量の増加や、電極のアスペクト比を高くすることな
く、ベース電極やベース引出電極における寄生インダク
タンスを低減することができる。これにより、櫛型電極
構造のバイポーラトランジスタの高出力化に際し、エミ
ッタ長を長くしたり、エミッタ本数を増大してもトラン
ジスタ全体を均一動作させることができ、電力利得の低
下が防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の平面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は本発明の第２実施例
の平面図、第４図は従来の櫛型型Ｆｉ　構造のバイポー
ラトランジスタの平面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線に
沿う断面図である。 １・・・Ｎ型半導体基板、２・・・Ｐ型ベース領域、３
・・・Ｎ゛型エミッタ領域、４・・・Ｐ゛型ヘベーコン
タクト領域、訃・・第１の絶縁膜、６・・・エミッタ電
極、７・・・ベース電極、８・・・エミッタ引出電極、
９・・・エミッタポンディングパッド、１０・・・ベー
ス引出電極、１１・・・ペースボンディングバッド、１
２・・・第２の絶縁膜、１３・・・第２のベース電極、
１４・・・スルーホール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交互に対向配置されたそれぞれ複数本のエミッタ電
   極とベース電極を有するバイポーラトランジスタにおい
   て、前記ベース電極はその直上に配置されてこれらベー
   ス電極を覆う面積の広い板状の第２のベース電極にそれ
   ぞれ接続されたことを特徴とする半導体装置。 ２、第２のベース電極はエミッタ電極およびベース電極
   上に被着された絶縁膜上に形成され、この絶縁膜に設け
   たスルーホールを通して各ベース電極に接続されてなる
   特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。