JPS60227471A - 半導体集積回路装置 - 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】 ［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ッタ電極、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が
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
なっており、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っている。

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ッタ層
上、ベース層上、コレクタ層上いっばいに這わせ、それ
ぞれの電極の対向長を長くしている。

したがっ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っていた。

実際この配線層の占める面積はエミッタ層、ベース層、
お上びコレクタ層が形成されている領域のそれの約２倍
になっている。

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ってそ
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っていた。

［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ッタ
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１ この目的を達成するために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共備腰上記複
数の第２導電型ベース領域か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−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」二記半導体基板−主表面上におい
て上記複数のエミッタ領域の表面部の大部分を露出する
ための複数のエミッタ第１窓開部と、上記複数のベース
領域の表面部の大部分を露出するための複数のベース第
１窓開部と、上記単一コレクタ領域の表面部を複数個所
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、第１層電極配線層により複数のエミッタ第１
窓開部を介して複数のエミッタ領域に対しそれぞれもし
くは共通にオーミック接触された複数もしくは単一のエ
ミッタ第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ック接触された単
一ベース第１電極配線層と、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ック接触された
複数のコレクタ第１電極層とが形成され、上記第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、上記
第２層絶縁膜上には第２層電極配線層により、上記複数
のコレクタ第２窓口部を介して上記複数のフレフタ第１
電極層に電気的にノ（通接続された単一　コレクタｊｌ
ｌ’ｓ２電極配線層か少なくとも形成されてなることを
特徴とする。

［実施例１ 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Ｎ２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
ピタキシャル成長によりＮ型層３が形成されている。ま
た前記Ｎ゛型層にある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ョン層である
Ｐ型層４が形成されている。このＰ型層４によって囲ま
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−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
領域にはやはりＮ＋型層？ａ、７ｂおよび７ｃが形ｒ＆
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ｒ＆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ョン
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封よびコレク
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１１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、ここにエミッタ電極１２が
形成され、このエミッタ電極１２は配線層１３によって
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
図でありべ〜スミ極９が形成されこれらのベース電極９
をまとめて配線１１４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
ッタ電極１２にスルホールによって接続された配線層１
３がパワートランジスタ形成領域内を走っている。また
前記コレクタ電極１０にやはりスルホールによって接続
された配線層１５がパワートランジスタ形成領域内を走
っている。

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−主表面上に第１層絶縁膜８が形成され、この
第１Ｍ絶縁膜８には基板主表面上において複数のエミッ
タ領域６ａ、６ｂの表面部の大部分を露出するための複
数のエミッタ第１コンタクトホールＣｅ、、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Ｃｌ）　ｌ
、　Ｃｂ　２と、単一コレクタ層３内の複数の高不純物
濃度領域７ａ、　７１）、　７０の表面部を露出するた
めの複数のフレフタ第１コンタクトホールＣｃ、。

Ｃｅ２．Ｃｅ３とが形成され、第１層電極配線層により
複数のエミッタ第１コンタクトホールＣｅ１ｌＣｅ２を
介して複数のエミッタ領域６ａ、６ｂに対し共通にオー
ミック接触された単一エミッタ第１電極層１６と、複数
のベース第１コンタクトホールＣｂＩＩＣｂ２を介して
複数のベース領域５ａ、５ｂに対し共通にオーミック接
触された単一ベース第１電極層９と、複数のフレフタ第
１コンタクトホールＣＣＩＩＣｃ２．Ｃｅ３を介して高
不純物濃度領域７ａｆ７Ｉ）ｆ　７ｃにそれぞれオーミ
ッ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図ちおいてＪｅｂはエミッタ
ベースＰＮ接合、Ｊｂｃはベース・コレクク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・アイソレーション領域接合を示している。

さらに第３図に示す様に、各エミッタ領域６ａ。

６ｂの表面部の大部分はエミッタ第１コンタクトホール
Ｃｅ１．Ｃｅ２を介してエミッタ第１電極層１６にオー
ミック接触し、各ベース領域５ａ、５ｂの表面部の大部
分はベース第１フンタクトホールＣｂ　１．　Ｃｂ　＝
を介してベース第１電極層にオーミック接触しているた
め、エミッタ・ベースＰＮ接合Ｊｅｌ＋を横切って流れ
る電流の電流密度はこのエミッタ・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図にもどって説明すると、第１層
絶縁膜８と第１層電極配線層９．１０゜１６．１７．１
４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ＣＣ、、ｃｃ２．ｃｃ３とエミッタ第１電極屑
１６の表面部の少なくとも一部分を露出するためのエミ
ッタ第２コンタクトホールＣＥ、、ｃｃ２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ｃｃ、、ｃｃ、、ｃｃ、を介して複数のコレ
クタｆｆ１ｌ電極層に電気的に共通接続された単一コレ
クタＰＳ２電極配線層１５か形成され、複数のエミッタ
第２コンタクトホールＣＥ、。

ｃｃ２を介してエミッタ第１電極層１６に電気的に接続
されたエミッタ第２電極配線層が形成されている。

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＋　７ｂｙ　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ｒｃ９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ッタ第
１電極層１６がエミッタ第１配線層１７お上びエミッタ
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ＮＳ１配線層により電気的に
共塚通接続されているため、第１図の等価回路に示した
様なエミッタ、ペー　ス・フレフ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ッタ電極の
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
っ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、エミッタ電極の共通接続は第１層電極配線層が第
２層配線層のいづれか一方のみによって行っても良い。

このように多層配線構造にすることによって従来、パワ
ートランジスタ形成領域内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」
二が計れる。

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在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、２１６ａ＋　６１）１７ａ＋７
１３、７ｃ・・Ｎ＋型層、３−−Ｎ型層、４．５ａ。 ５ｂ・・Ｐ型層、８・・第１層絶縁膜、１１・・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・・エミッタ第１電極層、１７・・エミッ
タ第１配線層、１０・・コレクタ第１電極層、１３・・
エミッタ第２配線層、１５・・コレクタ第２配線層。 −ぜ　−／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも第１導電型単一フレクタ領域と、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導電型エミン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ノ
   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−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−主表面上において
   上記複数のエミッタ領域の表面部の大部分を露出するた
   めの複数のエミッタ第１窓開部と、上記複数のベース領
   域の表面部の大部分を露出するための複数のベース第１
   窓開部と、上記単一コレクタ領域の表面部を複数個所に
   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、第１層電極配線層により複数のエミッタ領域に
   対しそれぞれもしくは共通にオーミック接触された複数
   もしくは単一のエミッタ第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
   ック接触された単一ベース第１電極配線層と、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
   ミック接触された複数のコレクタ第１電極層とが形成さ
   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窓口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。