JPS6020955Y2 - 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造に関
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、電気的にはほぼ等価に形成
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ユニットの一部を切断し
た斜視図である。

図中１′はＮ型のシリコン半導体基板でコレクタ領域で
ある。

２′は該コレクタ領域１′上に形成したＰ型のベース領
域、３′はベース領域２′内に円環状に形成されたＮ＋
型のエミッタ領域、４′は二酸化シリコン（Ｓｉｎ２）
からなる絶縁物層、５′はエミッタ領域３′の上部に円
環状に形成された安定化抵抗で、不純物をドープし所定
の抵抗値を有するＮ型の多結晶シリコン層からなり、絶
縁物層４′にあけられた窓６′を通してエミッタ領域３
′と電気的に接続している。

７′は安定化抵抗５′上に被着した二酸化シリコン（Ｓ
ｉｎ２）からなる絶縁物層、８′は安定化抵抗５′と絶
縁物層７′上に被着したエミッタ電極であり、該エミッ
タ電極８′は安定化抵抗５′を通じてエミッタ領域３′
と電気的に接続している。

９′はベース領域２′に設けたベース電極である。

上述の如き構成を有する従来のトランジスタユニットは
、エミッタ領域３′の側面のエミッタベ−ス間接合容量
が比較的に大きいという欠点があるほか、所定の抵抗値
を得るため、安定化抵抗５′がベース領域２′上にまで
広く延びている。

このためエミッタ電極とベース領域間にＭＯ３容量が生
じ、前記接合容量と合せてこれら容量がトランジスタユ
ニットの高周波特性をいちじるしく阻害する。

本考案は上述の如き従来の欠点を改善せんとするもので
、その目的は円環状に形成されたエミッタユニットを複
数並列接続したトランジスタにおいて、各トランジスタ
ユニットのエミッタ・ベース間の静電容量を小さくする
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、環状のエミッタ領域内側を絶縁
物で形成するとともに、エミッタ領域と該絶縁物上に安
定化抵抗層を積層し該安定化抵抗層上に絶縁物を介して
エミッタ電極金属層を積層して該安定化抵抗層とエミッ
タ電極金属層とを電気的に接続したことを特徴とするも
ので、以下実施例をあげてさらに詳細に説明する。

第２図は、本考案の実施例を示す図面で、シリコン半導
体基板上に土岐した複数個のトランジスタユニットのう
ち、２個のトランジスタユニットの中央部分を切断した
部分的な断面図である。

同図中、１はＮ型のシリコン（Ｓｉ）半導体基板で、コ
レクタ領域である。

２はコレクタ領域１の上に形成されたＰ型のベース領域
である。

ベース領域２内には、該ベース領域２よりも深さが浅く
、かつ平面的形状が環状をなすＮ＋型のエミッタ領域３
が形成されている。

４は環状をなすＮ＋型のエミッタ領域３の内側に形成さ
れた二酸化シリコン（ＳｉＯ□）からなる絶縁物で、ベ
ース領域２を貫通してコレクタ領域にまで、達している
。

５はエミッタ領域３と絶縁物４の上に被着した多結晶シ
リコンからなる安定化抵抗層である。

安定化抵抗層５の上には二酸化シリコン（Ｓｉｎ２）か
らなる絶縁物層６が被着され、さらに絶縁物層６の上に
アルミニウム（Ａ１）からなるエミッタ電極７が被着さ
れる。

そしてエミッタ電極７は絶縁物層６に設けられた窓８を
通して安定化抵抗層５とオーミック接触している。

なお、コレクタ領域１、ベース領域２、エミッタ領域３
、絶縁物４、安定化抵抗層５、絶縁物層６、エミッタ電
極７をもってトランジスタユニットＵ１を構成している
。

トランジスタユニットＵ１の隣りには、これと全く同−
構成を有するトランジスタユニットＵ２が形成されてお
り、図示されてはいないが、コレクタ領域１を構成する
基板の上にはこのようなトランジスタユニットがマトリ
ック状に複数個配列されている。

なお、第２図において、トランジスタユニットＵ□とＵ
２の間には、ベース電極９が設けられる。

上記の如き構成を有するトランジスタユニットは、円環
状のエミッタ領域の内側に絶縁物４を設けたので、その
内側はベース領域２と接触していない。

また、安定化抵抗層５はエミッタ領域上にのみ配設され
ているので、ベース領域２との間でＭＯ３容量を形成す
るようなことはない。

さらに窓８以外の部分では、エミッタ電極７と安定化抵
抗層５の間に絶縁物層６が介在しているため、この部分
でＭＯ３容量が形成される。

従って高周波成分に対してはＭＯ３容量が並列列に入る
から入力抵抗が小さくなり、入力電力の損失が小さい。

一方直流戊分は安定化抵抗のみを流れねばならないから
局部的電流集中に対する安定化効果は不変である。

上記実施例は、安定化抵抗層５を環状のエミッタ領域３
と絶縁物４の上に被着してその平面的形状を円形とした
が、安定化抵抗層５を、窓８を中心として９０°の方向
あるいは１２００の方向に放射状の安定化抵抗層を形成
してもよい。

なお、絶縁物４をベース領域２内に形成する場合、いわ
ゆるＬＯＧＯ３（Ｌｏｃａｌ ０ｘｉｄａｔｉｏｎ ｏ
ｆＳｉｌｉｃａｎ）法を用いて形成するとよい。

また、エミッタ領域３を形成する場合も、あらかじめベ
ース領域２内に上記ＬＯＣＯ３法で絶縁物４を形成した
後、安定化抵抗層として用いるドープド多結晶シリコン
を被着し、該ドープド多結晶シリコンからベース領域内
に不純物を拡散してエミッタ領域を形成すると、安定化
抵抗層とエミッタ領域が同時に形成されて工程上有利で
ある。

以上詳細に説明したように、本考案は、環状に形成され
たエミッタ領域の内側に絶縁物を設けたので、エミッタ
領域の内側面の接合容量が無くなる。

また、安定化抵抗層が従来の如くベース領域上に被着さ
れていないので、従来の如くエミッタ・ベース間のＭＯ
３容量がほとんどない。

このため、従来型のものに比べ、ベース・エミッタ間の
静電容量が非常に小さくなったため、高周波特性がいち
じるしく改善された。

そのほか、本考案はエミッタ電極と安定化抵抗層との間
に絶縁物層が介在腰エミツダ電極と安定化抵抗層との間
にＭＯ３容量が形成され、これが高周波に対する側路容
量となるので、高周波に対する入力損失が少なくなる。

また、前記従来の構造では、ベース引出し抵抗Ｒｂｂ’
を小さくするためにエミッタ領域の幅を小さくしても、
安定化抵抗の幅はある値が必要であるためエミッタベー
ス間のＭＯ３容量は増してしまう。

しかしながら本考案によれば、ＭＯ３容量が増すことは
なくしかも所定の安定化抵抗値が容易に得られるため、
更にエミッタ領域の幅を小さく出来、その結果エミッタ
直下の横方向ベース抵抗が小さくなるので、エミッタ・
ベース接合が均一に動作するようになり、順方向、逆方
向共に破壊耐量が向上するという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトランジスタユニットの一部ヲ切断して
示した斜視図、第２図はシリコン半導体基板上に形成し
た複数個のトランジスタユニットのうち、２個のトラン
ジスタユニットの中央部分を切断して示した部分的な断
面図である。 図中、１はコレクタ領域、２はベース領域、３はエミッ
タ領域、４は絶縁物、５は安定化抵抗層、６は絶縁物層
、７はエミッタ電極、９はベース電極、ＵｏおよびＵ２
はトランジスタユニットを示す。

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、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、環状の
   前記エミッタ領域の内側を貫通する絶縁物を形成し、該
   絶縁物上と前記エミッタ領域上とに安定化抵抗層を積層
   し、該安定化抵抗層上に絶縁物層を介してエミッタ電極
   金属層を積層して該安定化抵抗層とエミッタ電極金属層
   とを電気的に接続したことを特徴とする半導体装置。