(57)【要約】【課題】電流が、エミッタパッド近傍に集中することなく、半導体チップ全体に分散して流れるようにしたトランジスタを提供する。【解決手段】コレクタ領域１にはベース領域２が形成され、さらに、ベース領域２にはエミッタ領域３が形成されている。また、エミッタ領域３の内側には、均一な大きさの複数のマルチベース領域４が行方向、列方向に配置形成されている。エミッタパッド１０に近い側のベースコンタクト部５１の大きさはベースパッド７に近い側のベースコンタクト部５３の大きさに比較して相対的に小さく形成されるものとする。【選択図】        図１
2004200393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレクタ領域にベース領域が形成され、該ベース領域にエミッタ領域が形成され、ベース領域及びエミッタ領域それぞれに給電するためにベース電極配線及びエミッタ電極配線を経由してベースパッド及びエミッタパッドが形成されているトランジスタにおいて、
前記ベースパッド及びエミッタパッドの間に形成された均一な大きさの複数のマルチベース領域と、
前記ベース電極配線及びマルチベース領域を接続するためにマルチベース領域に形成されたベースコンタクト部とを備え、
前記マルチベース領域の境界とベースコンタクト部との距離が、前記エミッタパッドから遠くなるにしたがって短くなるようにしたことを特徴とするトランジスタ。
【請求項２】
前記マルチベース領域及びベースコンタクト部は同心円状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のトランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランジスタに関し、特にスイッチング電源に用いられる高耐圧、大電流容量のパワートランジスタなどのトランジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電話機などのスイッチング電源に用いられる高耐圧パワートランジスタのように大電流を必要とするパワートランジスタでは、その動作電流、即ち絶対最大定格であるコレクタ電流は、主としてエミッタ領域の面積及び周囲長に関係するので、動作電流を大きくするためには、このエミッタ領域の面積及び周囲長を大きくする必要がある。しかし、エミッタ領域の面積及び周囲長を大きくするためにトランジスタを構成するチップ面積を大きくすることは、小型機器への実装の面で不都合がある。
【０００３】
そこで、限られたチップ面積の中で、ベース領域及びエミッタ領域でのコンタクト部及びアルミニウム配線などを均一化し、ベース領域とエミッタ領域との間の接合部面積やエミッタ周囲長を大きくする工夫として、ベース領域及びエミッタ領域を櫛型に形成した構成、また、櫛歯型のエミッタ電極配線の間にマルチベース領域を形成した構成を有するトランジスタが提案されている。
【０００４】
図３は従来のトランジスタを表面側から見た各部レイアウトの概略を説明する平面説明図である。３１は半導体基板からなるトランジスタのコレクタ領域である。コレクタ領域３１にはベース領域３２が形成され、さらに、ベース領域３２にはエミッタ領域３３が形成されている。また、エミッタ領域３３の内側には、均一な大きさの複数のマルチベース領域３４が行方向、列方向に配置して形成されている。
【０００５】
複数のマルチベース領域３４のそれぞれにはベースコンタクト部３５が形成されており、ベースコンタクト部３５を連結した櫛歯状のベース電極配線３６が形成されている。ベース電極配線３６は延在集約されてベースパッド３７を構成している。また、ベース電極配線３６の間には、ベース電極配線３６と同様に横方向のエミッタコンタクト部３８を連結した櫛歯状のエミッタ電極配線３９が形成され、エミッタ電極配線３９は延在集約されてエミッタパッド４０を構成している。
【０００６】
一方、マルチベース領域の大きさを不均一にしたトランジスタも提案されている。具体的にはエミッタパッド近傍ではマルチベース領域の大きさを大きく形成し、ベースパッド近傍ではマルチベース領域の大きさを小さく形成したものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２８９５３２７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した従来のトランジスタにあっては、櫛歯状のエミッタ電極配線の間にマルチベース領域を形成し、ベースコンタクト部、エミッタコンタクト部及びアルミニウム配線などを均一化して構成した場合、エミッタ領域に給電するためのエミッタパッドの近傍で、エミッタ電極配線とベースコンタクト部との間を電流が集中して流れることから、過電流によるトランジスタ破壊が生じるという問題があった。
【０００９】
本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたものであり、動作電流及び瞬時突入電流（サージ電流）が、エミッタパッド近傍に集中することなく、半導体基板（半導体チップ）全体に均等に分散して流れるように構成して、大きい耐破壊電流特性、すなわち高い耐破壊電圧特性を実現できるトランジスタを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的は、電流の均等な分散をより確実に実現できるトランジスタを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るトランジスタは、コレクタ領域にベース領域が形成され、該ベース領域にエミッタ領域が形成され、ベース領域及びエミッタ領域それぞれに給電するためにベース電極配線及びエミッタ電極配線を経由してベースパッド及びエミッタパッドが形成されているトランジスタにおいて、前記ベースパッド及びエミッタパッドの間に形成された形成された均一な大きさの複数のマルチベース領域と、前記ベース電極配線及びマルチベース領域を接続するためにマルチベース領域に形成されたベースコンタクト部とを備え、前記マルチベース領域の境界とベースコンタクト部との距離が、前記エミッタパッドから遠くなるにしたがって短くなるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
第１発明にあっては、マルチベース領域及びエミッタ領域の境界とベースコンタクト部との距離が、エミッタパッドから遠くなるにしたがって短くなるようにベースコンタクト部のパターンを変えて形成するので、各マルチベース領域でのバラスト抵抗をエミッタパッドに近い方では大きく、エミッタパッドから遠い方では小さくできる。つまり、電流が流れやすいエミッタパッドに近い側に配置されたマルチベース領域では電流を流れにくくし、電流が流れにくいベースパッド側（エミッタパッドから遠い側）に配置されたマルチベース領域では電流を流れやすくすることができる。この結果、電流の流れやすさと流れにくさを相殺することができ、ベースパッドの近傍、エミッタパッドの近傍、ベースパッドとエミッタパッドとの中間位置のいずれの領域においても同程度の電流の流れやすさにすることができる。したがって、電流の分布を均一化でき、動作電流及び瞬時突入電流（サージ電流）が、エミッタパッド近傍に集中することがなくなり、半導体基板（半導体チップ）全体に分散して流れるようになり、エミッタパッド近傍への電流の局部集中による素子破壊を防止できる。
【００１３】
第２発明に係るトランジスタは、第１発明において、前記マルチベース領域及びベースコンタクト部は同心円状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
第２発明にあっては、マルチベース領域及びベースコンタクト部を同心円状のパターンに形成するので、各マルチベース領域での電流の局部集中を防止でき、電流分布の均一性を一層高めることができる。耐サージ電圧、耐サージ電流における信頼性を一層向上できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るトランジスタを表面側から見た各部レイアウトの概略を説明する平面説明図である。図２は、図１の矢符ＡＡでの断面概略を説明する断面説明図である。なお、図２においては、理解の容易さを考慮して断面を示すハッチングは一部のみに付しているが、図上全ての部分が各部の断面である。１は例えばシリコンなどの半導体基板からなるトランジスタのコレクタ領域である。コレクタ領域１にはベース領域２が形成され、さらに、ベース領域２にはエミッタ領域３が形成されている。また、エミッタ領域３の内側には、均一な大きさ（均一な平面パターン）の複数のマルチベース領域４が行方向、列方向に配置形成されている。
【００１６】
なお、周知のように、ＰＮＰトランジスタの場合には、コレクタ領域１はＰ型の半導体基板であり、ベース領域２はＮ型の不純物を拡散することにより形成され、エミッタ領域３はＰ型の不純物を拡散することにより形成される。ＮＰＮトランジスタの場合には、コレクタ領域１はＮ型の半導体基板であり、ベース領域２はＰ型の不純物を拡散することにより形成され、エミッタ領域３はＮ型の不純物を拡散することにより形成される。
【００１７】
複数のマルチベース領域４のそれぞれにはベースコンタクト部５がマルチベース領域４に対して同心円状に形成されており、図上横方向のベースコンタクト部５は櫛歯状のベース電極配線６（理解を容易にするために２点鎖線で示す）により相互に連結して接続されている。ベース電極配線６はさらに延在集約されてベースパッド７（理解を容易にするために破線で示す）を構成している。また、ベース電極配線６の相互間または外側には、エミッタコンタクト部８が行方向、列方向に配置形成されている。図上横方向のエミッタコンタクト部８はベース電極配線６と同様に形成された櫛歯状のエミッタ電極配線９（理解を容易にするために２点鎖線で示す）により相互に連結して接続されている。エミッタ電極配線９はさらに延在集約されてエミッタパッド１０（理解を容易にするために破線で示す）を構成している。なお、ベースコンタクト部５、エミッタコンタクト部８は周知のように半導体基板上に形成された絶縁膜１１（図２）に開口を設けることにより形成される。その他周知の半導体プロセスを利用してトランジスタは形成される。例えば、ベース電極配線６、ベースパッド７、エミッタ電極配線９、エミッタパッド１０はアルミニウム、銅などの金属を蒸着、或いはメッキなどすることにより同時に形成される。
【００１８】
エミッタパッド１０に近い側のベースコンタクト部５（５１）の大きさはベースパッド７に近い側のベースコンタクト部５（５３）の大きさに比較して相対的に小さく形成される。中間に位置するベースコンタクト部５（５２）の大きさはベースコンタクト部５（５１）の大きさとベースコンタクト部５（５３）の大きさの中間の大きさに形成される。つまり、距離Ｌ１（マルチベース領域４の境界とエミッタパッド１０に近い側のベースコンタクト部５１との距離）＞距離Ｌ２（マルチベース領域４の境界と中間位置のベースコンタクト部５２との距離）＞距離Ｌ３（マルチベース領域４の境界とベースパッド７に近い側のベースコンタクト部５３との距離）の関係を持たせる。すなわち、ベースコンタクト部５（例えば、５１、５２、５３）はマルチベース領域４の境界とベースコンタクト部５（例えば、５１、５２、５３）との距離（例えば、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が、エミッタパッド１０から遠くなるにしたがって短くなるよう（例えば、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３）に形成される。
【００１９】
ベースコンタクト部５とエミッタコンタクト部８との間の抵抗は、その間におけるマルチベース領域４の抵抗（バラスト抵抗。例えば、ベースコンタクト部５１、５２、５３にそれぞれ対応するＲｂ１、Ｒｂ２、Ｒｂ３）とエミッタ領域３の抵抗との和で定まる。エミッタ領域３における不純物濃度はマルチベース領域４における不純物濃度より通常１００〜１００００倍程度高いことから、エミッタ領域３における抵抗はマルチベース領域４における抵抗より小さくなり、ベースコンタクト部５とエミッタコンタクト部８との間の抵抗に与える影響は小さい。つまり、ベースコンタクト部５とエミッタコンタクト部８との間の抵抗は、基本的にはマルチベース領域４の抵抗（Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｂ３）により定まる。
【００２０】
つまり、エミッタパッド１０に近い側においては、ベースコンタクト部５とエミッタコンタクト部８との間の抵抗は例えばＲｂ１により定まり、ベースパッド７に近い側においては、ベースコンタクト部５とエミッタコンタクト部８との間の抵抗は例えばＲｂ３により定まり、中間に位置するベースコンタクト部５とエミッタコンタクト部８との間の抵抗は例えばＲｂ２により定まる。抵抗Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｂ３は同一の不純物プロフィールで形成されているマルチベース領域４において生じるから、抵抗Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｂ３の大きさはそれぞれ対応する距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３にほぼ比例し、ここではＲｂ１＞Ｒｂ２＞Ｒｂ３の関係を有する。
【００２１】
したがって、エミッタパッド１０に近い側においては、エミッタパッド１０に近いことから電流が流れやすい反面、ベースコンタクト部５とエミッタコンタクト部８との間の抵抗は例えばＲｂ１と大きく電流が流れにくい。他方、ベースパッド７に近い側においては、エミッタパッド１０から遠いことから電流が流れにくい反面、ベースコンタクト部５とエミッタコンタクト部８との間の抵抗は例えばＲｂ３と小さく電流が流れやすい。また、ベースパッド７とエミッタパッド１０との中間位置においては、中間的な電流の流れやすさになる。つまり、エミッタパッド１０に近い側、ベースパッド７に近い側、ベースパッド７とエミッタパッド１０との中間位置のいずれの領域においても、エミッタパッド１０からの距離及びマルチベース領域４の境界とベースコンタクト部５との距離により定まる電流の流れやすさと流れにくさとが相殺される。
【００２２】
エミッタパッド１０からの距離による電流の流れやすさと流れにくさとが相殺される結果、ベースパッド７の近傍、エミッタパッド１０の近傍、ベースパッド７とエミッタパッド１０との中間位置のいずれの領域においても同程度の電流の流れやすさにすることができる。動作電流及び瞬時突入電流（サージ電流）が、エミッタパッド７近傍に集中することなく、半導体基板（半導体チップ）全体にわたって均等に分散して流れるようになり、電流の局部集中による素子破壊を防止でき、大きい耐破壊電流特性、すなわち高い耐破壊電圧特性を実現できる。なお、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の長短関係は３つの場合には大中小とすれば良いが、例えば同じ行方向でマルチベース領域４の数がさらに多くなった場合には、トランジスタの各部のパターンに応じて電流分布の均一性を向上できるように適宜設定すれば良く、例えば直線的に変化させても良いし、階段状（例えば、６個のマルチベース領域の場合に、大大中中小小のように設定する）に変化させても良い。
【００２３】
マルチベース領域４及びベースコンタクト部５は同心円状に形成していることから、各マルチベース領域４の抵抗（Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｂ３）を円周上の全方向において均等にすることができ、それぞれのマルチベース領域４において電流の局部的な集中が生じることを防止できるので、電流分布の均一性を一層高めることができる。なお、ベースパッド７に近い側のベースコンタクト部５（５３）の面積が大きくなりすぎる場合にはベースコンタクト部５３をリング状に形成することも可能である。
【００２４】
また、以上において、マルチベース領域４は均一な大きさを前提としたが、多少のバラツキや寸法の不均一性は本発明の趣旨に反しない範囲において許容されるものである。例えば、マルチベース領域４の大きさを不均一にした場合においても、ベースパッド７に近い側のベースコンタクト部５（例えば５３）をエミッタパッド１０に近い側のベースコンタクト部５（例えば５１）より大きく形成することにより、マルチベース領域４の境界とベースコンタクト部との距離が、エミッタパッド１０から遠くなるにしたがって短くなれば本発明と同様な作用効果を生じることは言うまでも無い。
【００２５】
【発明の効果】
以上に詳述した如く、第１発明にあっては、マルチベース領域及びエミッタ領域の境界とベースコンタクト部との距離が、エミッタパッドから遠くなるにしたがって短くなるようにベースコンタクト部のパターンを変えて形成するので、各マルチベース領域でのバラスト抵抗をエミッタパッドに近い方では大きく、エミッタパッドから遠い方では小さくできる。つまり、電流が流れやすいエミッタパッドに近い側に配置されたマルチベース領域では電流を流れにくくし、寄生抵抗などにより電流が流れにくいエミッタパッドから遠い側に配置されたマルチベース領域では電流が流れやすくする構成とする。この結果、電流の流れやすさと流れにくさをチップ上の全面において相殺することができ、ベースパッドの近傍、エミッタパッドの近傍、ベースパッドとエミッタパッドとの中間位置のいずれの領域においても同程度の電流の流れやすさにすることができる。このような構成により、エミッタ電極配線に流れる電流の分布を均一化でき、動作電流及び瞬時突入電流（サージ電流）が、エミッタパッド近傍に集中することを防止でき、半導体基板（半導体チップ）全体に分散して流れるようにできるので、エミッタパッド近傍への電流の局部集中による素子破壊を防止できる。つまり、耐破壊電流特性、耐破壊電圧特性に優れたトランジスタ（バイポーラトランジスタ）を実現できる。
【００２６】
第２発明にあっては、マルチベース領域及びベースコンタクト部を同心円状のパターンに形成するので、各マルチベース領域での電流の局部集中を防止でき、電流分布の均一性を一層高めることができる。耐サージ電圧、耐サージ電流における信頼性を一層向上したトランジスタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトランジスタを表面側から見た各部レイアウトの概略を説明する平面説明図である。
【図２】図１の矢符ＡＡでの断面概略を説明する断面説明図である。
【図３】従来のトランジスタを表面側から見た各部レイアウトの概略を説明する平面説明図である。
【符号の説明】
１  コレクタ領域
２  ベース領域
３  エミッタ領域
４  マルチベース領域
５、５１、５２、５３  ベースコンタクト部
６  ベース電極配線
７  ベースパッド
８  エミッタコンタクト部
９  エミッタ電極配線
１０  エミッタパッド
１１  絶縁膜
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  距離
Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｂ３  抵抗（バラスト抵抗）
【図１】
2004200393.tif 000003
【図２】
2004200393.tif 000004
【図３】
2004200393.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月15日(2003.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るトランジスタは、コレクタ領域にベース領域が形成され、該ベース領域にエミッタ領域が形成され、ベース領域及びエミッタ領域それぞれに給電するためにベース電極配線及びエミッタ電極配線を経由してベースパッド及びエミッタパッドが形成されているトランジスタにおいて、前記ベースパッド及びエミッタパッドの間に形成された均一な大きさの複数のマルチベース領域と、前記ベース電極配線及びマルチベース領域を接続するためにマルチベース領域に形成されたベースコンタクト部とを備え、前記マルチベース領域の境界とベースコンタクト部との距離が、前記エミッタパッドから遠くなるにしたがって短くなるようにしたことを特徴とする。