JPS6020954Y2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は半導体装置、とくにベース領域の中に形成した
エミッタ領域をリング状にしたトランジスタの構成に関
する。

トランジスタのエミッタ領域をリング状に形成したいわ
ゆるリングエミッタトランジスタが開発された。

この種トランジスタは、コレクタ領域上に形成したベー
ス領域の中に、該ベース領域よりも深さが浅くかつ平面
形状が環状をなすエミッタ領域を複数個形威し、これら
エミッタ領域を互いに接続して電気的に等価なトランジ
スタユニットを並列集積化して弔電カニニットの高速性
を保存したまま大電力化を図っている。

各トランジスタユニットは、電気的にほぼ等価に形成さ
れてはいるものの、これらは完全に等価な特性を有して
いない。

そこで普通は各ユニットのエミッタ領域とエミッタ電極
との間に安定化抵抗を挿入し、各ユニットを均一動作さ
せる。

第１図は従来形のトランジスタの一部を示す斜視図であ
る。

図中、１はシリコン半導体基板、２は該基板１上のエピ
タキシャル層で、コレクタ領域である。

３はコレクタ領域２上に形成されたベース領域である。

ベース領域３には該領域３よりも不純物濃度を高くした
ベース引出電極形成領域４を各所に設け、図示してはい
ないが、これらをアルミニウム配線層で互いに接続して
ベース電極配線を行なう。

ベース領域３の中には、リング状をしたエミッタ領域５
を複数個配設し、そのリング状のエミッタ領域５のほぼ
中心にエミッタ引出電極形成領域６を形成するとともに
、エミッタ領域５とエミッタ引出電極形成領域６との間
を安定化抵抗として作用する比較的に高抵抗の不純物拡
散領域７で接続し、各エミッタ引出電極形成領域６をア
ルミニウム配線層で互いに接続してエミッタ電極配線を
行なう。

上述の如き構成を有する従来形のトランジスタは、大電
流動作時、電流密度がベース引出電極形成領域４に近い
側すなわち、エミッタ領域５の外周縁５′側に集中する
エミッタクラウディング効果を生じ、トランジスタの電
流増幅率の低下あるいは破懐耐圧の減少等につながると
いう欠点を有する。

本考案は上述の如き従来の欠点を改善する新規な考案で
あり、その目的はエミッタ領域をリング状に形成したト
ランジスタの大電流動作時の電流増幅率の低下と破壊耐
圧の減少を防止することにある。

その目的のために、本考案は一導電型を有しコレクタ領
域として作用する半導体基板の一生表面に、該基板と逆
の導電型を有するベース領域と、該ベース領域内部にあ
って該領域よりも深さが浅くかつ平面的形状が環状をな
す上記基板と同一導電型のエミッタ領域とを備え、エミ
ッタ領域とエミッタ電極間を安定化抵抗で接続してなる
トランジスタにおいて、ベース電極に近い側のエミッタ
領域が、ベース電極から遠い側のエミッタ領域の厚さよ
りも薄くされてなることを特徴とするもので、以下実施
例についてさらに詳細に説明する。

第２図は本考案の一実施例を示す断面図である。

図中、１０はＮ＋型シリコン（Ｓｉ）半導体基板、１１
はＮ型のエピタキシャル層で、コレクタ領域となる。

１２はコレクタ領域１１上に形成されたＰ型のベース領
域である。

１３はベース領域１２の表面に形成された二酸化シリコ
ン （Ｓｉｎ２）からなる絶縁膜、１４は絶縁膜１３にあけ
らられた窓に設けたベース電極で、ベース領域とオーミ
ックな接触を保つ。

１５はＮ＋型のエミッタ領域である。

エミッタ領域１５は、円環状であって、ベース領域１２
内に形成され、その縦方向の厚さは、ベース領域１２の
厚さよりも薄い。

円環状に形成されたエミッタ領域１５の内側すなわち、
ベース電極１４に近い側の表面に近い部分は削り取られ
、したがって、エミッタ領域１５は、ベース電極１４か
ら遠い側の厚さよりも近い側の厚さが薄くなる。

そして、削り取られたその中に二酸化シリコン（Ｓｉｎ
２）からなる絶縁物１６を充填する。

１７はエミッタ電極、１８はベース領域１２内に形成さ
れたＮ型の安定化抵抗である。

安定化抵抗１８は第３図からあきらかなように、エミッ
タ電極１７から各エミッタ領域１５方向に放射状に設け
られ、各エミッタ領域１５とエミッタ電極間を電気的に
接続する。

上述の如く、円環状に形成されたエミッタ領域の内側す
なわちベース電極１４に近い側の表面側を一部除去する
と、エミッタ領域１５内における、方向の抵抗γｅがベ
ース電極に近い方で大きくなる。

このため、ベース・エミッタ間に順方向の電流が流れた
場合、ベース領域１２内の横方向の抵抗γｈｈ’の影響
で、該電流がエミッタ領域１５のベース電極１４側に近
い方に集中しようとしても、エミッタ領域１５内のベー
ス電極１４に近い側の抵抗γｅが大きいため、従来のよ
うに電流が局部的に集中することができず、エミッタ・
ベースの接合面全体に分散される。

なお、上記実施例は、安定化抵抗１８をベース領域内に
不純物を拡散して形成したが、第４図に示す如く、絶縁
膜１３の上に例えば多結晶シリコンからなる安定化抵抗
１９を被着して設け、該安定化抵抗１９のエミッタ電極
２０を設けてもよい。

さらに、エミッタ領域からエミッタ電極方向に流れ出る
エミッタ電流を、エミッタ領域の広範囲にわたって均等
に分配するため、第５図の如く、安定化抵抗２１をエミ
ッタ領域１５の周囲に設けてもよい。

上記実施例においては、ベース電極に近い側のエミッタ
領域を薄くする方法として、その表面の一部を除去し、
該部分に絶縁物を充填しているが、この絶縁物を充填す
ることなく削り取ったままにしてもよい。

また、前記部分を直接酸化して絶縁物に変換することも
できる。

この種トランジスタは、第１図の従来例にも示したよう
に、エミッタ領域の内部にエミッタ電極を設け、その外
側にベース電極を設ける場合もある。

このようなときは上記実施例とは反対側のエミッタ領域
の外側表面の一部を除去することはいうまでもないこと
である。

以上詳細に説明したように、本考案はエミッタ電流を、
ベース・エタミツク接合面全域に分散できるので、エミ
ッタ電流密度を従来型のトランジスタよりも小さくでき
る。

したがって、大電流動作時に電流増幅率の低下をきたす
ようなことがない。

また、エミッタ電流密度が小さくできるので、従来型の
トランジスタよりも破壊耐圧を大きくすることができる
など、多くの効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来型のトランジスタの一部を示す斜視図、第
２図は本考案の一実施例を示す断面図、第３図はその正
面図、第４図は他の実施例を示す断面図、第５図はさら
にもう１つ他の実施例を示す正面図である。 図中、１１はコレクタ領域、１２はベース領域、１４は
ベース電極、１５はエミッタ領域、１６は絶縁物、１７
はエミッタ電極、１８は安定化抵抗である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一導電型を有しコレクタ領域として作用する半導体基板
   の一生表面に該基板と逆の導電型を有するベース領域と
   該ベース領域内部にあって該領域よりも深さが浅くかつ
   平面的形状が環状をなす上記基板と同一導電型のエミッ
   タ領域とを備え、該エミッタ領域とエミッタ電極間を安
   定化抵抗で接続してなる半導体装置において、上記ベー
   ス領域と接する上記エミッタ領域の両側面のうち、上記
   ベース領域と接続したベース電極に近い側の側面の厚さ
   が上記ベース電極から遠い側の側面の厚さより薄くされ
   ていることを特徴とする半導体装置。