(57)【要約】【課題】コレクタ‐エミッタ間の飽和電圧を大きくすることなく、熱暴走時の破壊に至るまでの時間を長くする。【解決手段】エミッタ電極パッド３０近傍の領域外では、エミッタ電極パッド３０から遠ざかるに連れて島状のベース層２２の一辺を短くする一方、上記領域内においては、メッシュエミッタ層２３周辺のベース層２２および島状のベース層２２にエミッタ層２３と同じ導電型の拡散層３１を形成し、この拡散層３１の幅をエミッタ電極パッド３０に近づくに連れて広くする。こうして、エミッタ電極パッド３０から遠ざかるに連れて、バラスタ抵抗を含むベース抵抗を小さくする。その結果、エミッタ電極パッド３０に近いユニットトランジスタほどベース電流が小さくなって電流の集中が緩和され、熱暴走による破壊が起こり難くなる。また、従来のベースにバラスタ抵抗を配置したメッシュエミッタトランジスタよりもコレクタ‐エミッタ間飽和電圧が大きくならない。【選択図】図１
2009088091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユニットトランジスタを備え、
上記複数のユニットトランジスタは、共通のコレクタ層と共通のベース層とを含むと共に、上記複数のユニットトランジスタの各々は、エミッタ層とベース電極とエミッタ電極とを含み、
上記ベース層は、上記コレクタ層として機能する半導体基板の表面に形成されており、
上記ベース電極は、上記ベース層上に形成されると共に、上記ベース層と電気的に接続されており、
上記エミッタ層は、上記ベース層の表面に形成されており、
上記エミッタ電極は、上記エミッタ層上に形成されると共に、上記エミッタ層と電気的に接続されており、
上記複数のベース電極の一端に共通に接続されたベース電極パッドと、
上記複数のエミッタ電極の一端に共通に接続されたエミッタ電極パッドと
を備え、
上記各ユニットトランジスタのベース抵抗が、上記エミッタ電極パッドから遠い上記ユニットトランジスタほど小さくなるように設定されている
ことを特徴とする複合バイポーラトランジスタ。
【請求項２】
請求項１に記載の複合バイポーラトランジスタにおいて、
上記エミッタ層は、島状に複数のベース層を残して形成されると共に、上記複数のユニットトランジスタに共通のメッシュエミッタ層であり、
上記ベース電極は、上記島状のベース層と電気的に接続されており、
上記エミッタ電極パッドから遠い上記ユニットトランジスタほど上記島状のベース層の寸法を小さくして、上記ユニットトランジスタの上記ベース電極と上記エミッタ層との距離を小さくすることよって、上記ベース抵抗を小さくしている
ことを特徴とする複合バイポーラトランジスタ。
【請求項３】
請求項１に記載の複合バイポーラトランジスタにおいて、
上記エミッタ層は、島状に複数形成されてなるマルチエミッタ層であり、
上記エミッタ電極は、上記島状のエミッタ層と電気的に接続されており、
上記エミッタ電極パッドから遠い上記ユニットトランジスタほど上記島状のエミッタ層の寸法を大きくして、上記ユニットトランジスタの上記ベース電極と上記エミッタ層との距離を小さくすることよって、上記ベース抵抗を小さくしている
ことを特徴とする複合バイポーラトランジスタ。
【請求項４】
請求項２に記載の複合バイポーラトランジスタにおいて、
上記エミッタ電極パッドから所定距離以内の領域にある上記島状のベース層の表面に、上記エミッタ層と同じ導電型の拡散層で成ると共に、上記ベース抵抗を構成するバラスタ抵抗を設けた
ことを特徴とする複合バイポーラトランジスタ。
【請求項５】
請求項４に記載の複合バイポーラトランジスタにおいて、
上記エミッタ電極パッドから所定距離以内の領域にある上記メッシュエミッタ層の周囲における上記ベース層の表面に、上記エミッタ層と同じ導電型の拡散層で成ると共に、上記ベース抵抗を構成するバラスタ抵抗を設けた
ことを特徴とする複合バイポーラトランジスタ。
【請求項６】
請求項３に記載の複合バイポーラトランジスタにおいて、
上記エミッタ電極パッドから所定の距離以内の領域にある上記島状のエミッタ層の周囲における上記ベース層の表面に、上記エミッタ層と同じ導電型の拡散層で成ると共に、上記ベース抵抗を構成するバラスタ抵抗を設けた
ことを特徴とする複合バイポーラトランジスタ。
【請求項７】
請求項４から請求項６の何れか一つに記載の複合バイポーラトランジスタにおいて、
上記バラスタ抵抗における長さ方向に交差する方向への幅が、上記エミッタ電極パッドに近い上記バラスタ抵抗ほど大きくなっている
ことを特徴とする複合バイポーラトランジスタ。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか一つに記載の複合バイポーラトランジスタを用いたことを特徴とする半導体デバイス。
【請求項９】
請求項１から請求項７までの何れか一つに記載の複合バイポーラトランジスタを用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複合バイポーラトランジスタ、この複合バイポーラトランジスタを用いた半導体デバイスおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大電流用パワートランジスタにおいては、エミッタの有効面積を大きくして大きな電流を制御するために、エミッタ層内に島状に複数のベース層を配置したメッシュエミッタ構造、あるいは、島状に複数のエミッタ層を配置したマルチエミッタ構造を有している。以下、従来のメッシュエミッタ構造のＰＮＰトランジスタについて説明する。
【０００３】
図２に、従来のメッシュエミッタトランジスタの構造を示す。但し、図２(a)は平面図であり、図２(b)は図２(a)におけるＡ‐Ａ'矢視断面図である。尚、図２(a)に示す平面図においては、簡略化のために、ベース電極およびベース電極パッドを省略している。
【０００４】
コレクタ層を成すＰ型半導体基板１の表面にＮ型のベース層２を形成し、このＮ型ベース層２内の表面にＰ型のメッシュ状のエミッタ層(以下、メッシュエミッタ層と言う場合もある)３が形成されている。
【０００５】
チップ表面はシリコン酸化膜４等の絶縁体で覆われており、メッシュエミッタ層３内に形成された島状のベース層２におけるシリコン酸化膜４で覆われていない部分の表面がベース電極コンタクト部５となる。ベース層２は、これらのベース電極コンタクト部５を介してベース電極６に接続されている。
【０００６】
図２(b)に示すように、上記ベース電極６は櫛形にパターニングされたアルミ電極であり、島状のベース層２の各ベース電極コンタクト部５を並列に接続する。ベース電極６の一端は幅広のベース電極パッド部７に接続されている。
【０００７】
また、上記シリコン酸化膜４で覆われていないメッシュエミッタ層３の表面がエミッタ電極コンタクト部８となる。そして、図２(a)に示すように、メッシュエミッタ層３は、エミッタ電極コンタクト部８を介して、ベース電極６と同様に、櫛型のエミッタ電極９に接続されている。各エミッタ電極９の一端は幅広のエミッタ電極パッド部１０に接続されている。このエミッタ電極９もベース電極６と同様にアルミ電極である。さらに、コレクタ層を成すＰ型半導体基板１の下面にＴi/Ｎi/Ａg等を積層してコレクタ電極１１が設けられている。こうして、図２に示すメッシュエミッタトランジスタは、ＰＮＰトランジスタを構成している。
【０００８】
また、図３に、特開平１‐５９８５７号広報(特許文献１)に開示されたバイポーラ型トランジスタと略同じ構成を有するトランジスタの構造を示す。但し、図３(a)は平面図であり、図３(b)は図３(a)におけるＢ‐Ｂ'矢視断面図である。尚、図３(a)に示す平面図においては、簡略化のために、ベース電極およびベース電極パッドを省略している。
【０００９】
図３に示すトランジスタにおける図２に示すメッシュエミッタトランジスタと同じ部材には、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
【００１０】
図３に示すトランジスタは、図２に示すメッシュエミッタトランジスタのメッシュエミッタ層３の周辺におけるベース層２、および、メッシュエミッタ層３内に形成された島状のベース層２に、メッシュエミッタ層３に沿ってメッシュエミッタ層３と同じ導電型の拡散層１２を形成したものである。その他は、図２に示すメッシュエミッタトランジスタと同じ構造を有している。図３に示すメッシュエミッタトランジスタは、上述のように、メッシュエミッタ層３と同じ導電型の拡散層１２を配置することによって、ベース電極６からメッシュエミッタ層３への電流経路が狭まってベース電極６とメッシュエミッタ層３との間の抵抗値が増加する。このような抵抗は、一般にバラスタ抵抗と呼ばれ、ベース電流を制限することができ、安全動作範囲を広げることができる。
【００１１】
ところで、図２および図３に示すメッシュエミッタＰＮＰトランジスタは、上記ベース層２のベース電極コンタクト部５と、メッシュエミッタ層３のエミッタ電極コンタクト部８と、当該ベース電極コンタクト部５および当該エミッタ電極コンタクト部８間のベース層２およびエミッタ層３と、当該ベース電極コンタクト部５および当該エミッタ電極コンタクト部８の下方のコレクタ層としてのＰ型半導体基板１と、で構成される複数のユニットトランジスタを接続して成るユニットトランジスタの集合体と見なすことができる。
【００１２】
上記ＰＮＰトランジスタの等価回路を図４に示す。図４に示すＰＮＰトランジスタは、複数の上記ユニットトランジスタ１５を含んで構成されている。そして、各ユニットトランジスタ１５にはベース抵抗１６が存在する。このベース抵抗１６は、ベース電極コンタクト部５からエミッタ層３までの距離や経路、さらにはベース層２の不純物濃度に依存する。尚、図３に示す上記バラスタ抵抗を配置したＰＮＰトランジスタは、図２に示すバラスタ抵抗が無いＰＮＰトランジスタと比べて、ベース抵抗１６の抵抗値が大きくなっているだけであって等価回路は同じである。
【００１３】
しかしながら、上記従来のメッシュエミッタトランジスタには、以下のような問題がある。
【００１４】
先ず、図２に示すメッシュエミッタトランジスタにおいては、エミッタ‐コレクタ間電圧が高い状態で、且つ、コレクタ電流も高い状態で動作させた場合には、図４における各ユニットトランジスタ１５の各ベース抵抗１６の抵抗値が均一であるため、エミッタ電極パッド部１０の近傍に位置するユニットトランジスタ１５に電流が集中し、熱暴走を起こしてトランジスタが破壊してしまうという問題がある。
【００１５】
また、図３に示す各ユニットトランジスタのベースにバラスタ抵抗を配置したメッシュエミッタトランジスタにおいては、図２に示すバラスタ抵抗が無いメッシュエミッタトランジスタの場合に比べて、ベース電流を制限することができる分だけ安全動作範囲が広くなる。しかしながら、図２に示すメッシュエミッタトランジスタの場合と同様に、図４における各ベース抵抗１６の抵抗値は均一であるため、熱暴走を起こした場合に、エミッタ電極パッド部１０の近傍に位置するユニットトランジスタ１５が破壊してしまうという問題がある。さらに、コレクタ‐エミッタ間の飽和電圧が大きくなるという問題もある。
【００１６】
尚、図２および図３においては、メッシュエミッタトランジスタを例に説明したが、エミッタ層をベース層内に島状に複数設けたマルチエミッタトランジスタの場合にも同様の問題が生ずる。
【特許文献１】特開平１‐５９８５７号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、この発明の課題は、コレクタ‐エミッタ間の飽和電圧を大きくすることなく、熱暴走時の破壊に至るまでの時間を長くすることができる複合バイポーラトランジスタ、この複合バイポーラトランジスタを用いた半導体デバイスおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、この発明の複合バイポーラトランジスタは、
複数のユニットトランジスタを備え、
上記複数のユニットトランジスタは、共通のコレクタ層と共通のベース層とを含むと共に、上記複数のユニットトランジスタの各々は、エミッタ層とベース電極とエミッタ電極とを含み、
上記ベース層は、上記コレクタ層として機能する半導体基板の表面に形成されており、
上記ベース電極は、上記ベース層上に形成されると共に、上記ベース層と電気的に接続されており、
上記エミッタ層は、上記ベース層の表面に形成されており、
上記エミッタ電極は、上記エミッタ層上に形成されると共に、上記エミッタ層と電気的に接続されており、
上記複数のベース電極の一端に共通に接続されたベース電極パッドと、
上記複数のエミッタ電極の一端に共通に接続されたエミッタ電極パッドと
を備え、
上記各ユニットトランジスタのベース抵抗が、上記エミッタ電極パッドから遠い上記ユニットトランジスタほど小さくなるように設定されている
ことを特徴としている。
【００１９】
上記構成によれば、コレクタ層として機能する半導体基板に形成された複数のユニットトランジスタのベース抵抗が、エミッタ電極パッドから遠い上記ユニットトランジスタほど小さくなるように設定されている。したがって、上記エミッタ電極パッドに近い上記ユニットトランジスタほどベース電流が小さくなり、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタへの電流の集中が緩和されて熱暴走を起こし難くなり、熱暴走による破壊が起こり難くなる。その際に、従来のバラスタ抵抗を配置したメッシュエミッタ構造の複合バイポーラトランジスタに比して、コレクタ‐エミッタ間の飽和電圧が大きくなることがない。
【００２０】
また、１実施の形態の複合バイポーラトランジスタでは、
上記エミッタ層は、島状に複数のベース層を残して形成されると共に、上記複数のユニットトランジスタに共通のメッシュエミッタ層であり、
上記ベース電極は、上記島状のベース層と電気的に接続されており、
上記エミッタ電極パッドから遠い上記ユニットトランジスタほど上記島状のベース層の寸法を小さくして、上記ユニットトランジスタの上記ベース電極と上記エミッタ層との距離を小さくすることよって、上記ベース抵抗を小さくしている。
【００２１】
この実施の形態によれば、メッシュエミッタ構造を有するメッシュエミッタトランジスタにおいて、コレクタ‐エミッタ間の飽和電圧を大きくすることなく、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタの熱暴走による破壊を起こり難くできる。
【００２２】
また、１実施の形態の複合バイポーラトランジスタでは、
上記エミッタ層は、島状に複数形成されてなるマルチエミッタ層であり、
上記エミッタ電極は、上記島状のエミッタ層と電気的に接続されており、
上記エミッタ電極パッドから遠い上記ユニットトランジスタほど上記島状のエミッタ層の寸法を大きくして、上記ユニットトランジスタの上記ベース電極と上記エミッタ層との距離を小さくすることよって、上記ベース抵抗を小さくしている。
【００２３】
この実施の形態によれば、マルチエミッタ構造を有するマルチエミッタトランジスタにおいて、コレクタ‐エミッタ間の飽和電圧を大きくすることなく、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタの熱暴走による破壊を起こり難くできる。
【００２４】
また、１実施の形態の複合バイポーラトランジスタでは、
上記エミッタ電極パッドから所定距離以内の領域にある上記島状のベース層の表面に、上記エミッタ層と同じ導電型の拡散層で成ると共に、上記ベース抵抗を構成するバラスタ抵抗を設けている。
【００２５】
この実施の形態によれば、上記エミッタ電極パッドから所定の距離以内の領域にある上記各ユニットトランジスタにおける上記ベース電極と上記エミッタ層との間にバラスタ抵抗を設けているので、上記エミッタ電極パッドの近傍の上記ユニットトランジスタのベース抵抗を大きくすることができる。したがって、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタへの電流の集中を、さらに緩和することができる。
【００２６】
また、１実施の形態の複合バイポーラトランジスタでは、
上記エミッタ電極パッドから所定距離以内の領域にある上記メッシュエミッタ層の周囲における上記ベース層の表面に、上記エミッタ層と同じ導電型の拡散層で成ると共に、上記ベース抵抗を構成するバラスタ抵抗を設けている。
【００２７】
この実施の形態によれば、上記エミッタ電極パッドから所定の距離以内の領域であり、且つ、上記メッシュエミッタ層の周囲に在る上記各ユニットトランジスタにおける上記ベース電極と上記エミッタ層との間にもバラスタ抵抗を設けているので、上記エミッタ電極パッドの近傍であって上記メッシュエミッタ層の周囲に在る上記ユニットトランジスタのベース抵抗を、大きくすることができる。したがって、上記エミッタ電極パッド近傍であって上記メッシュエミッタ層の周囲に在る上記ユニットトランジスタへの電流の集中を、さらに緩和することができる。
【００２８】
また、１実施の形態の複合バイポーラトランジスタでは、
上記エミッタ電極パッドから所定の距離以内の領域にある上記島状のエミッタ層の周囲における上記ベース層の表面に、上記エミッタ層と同じ導電型の拡散層で成ると共に、上記ベース抵抗を構成するバラスタ抵抗を設けている。
【００２９】
この実施の形態によれば、上記エミッタ電極パッドから所定の距離以内の領域にある上記各ユニットトランジスタにおける上記ベース電極と上記エミッタ層との間にバラスタ抵抗を設けているので、上記エミッタ電極パッドの近傍の上記ユニットトランジスタのベース抵抗を大きくすることができる。したがって、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタへの電流の集中を、さらに緩和することができる。
【００３０】
また、１実施の形態の複合バイポーラトランジスタでは、
上記バラスタ抵抗における長さ方向に交差する方向への幅が、上記エミッタ電極パッドに近い上記バラスタ抵抗ほど大きくなっている。
【００３１】
この実施の形態によれば、上記エミッタ電極パッドから所定の距離以内の領域にある上記各ユニットトランジスタにおける上記ベース抵抗をさらに大きくすることができる。したがって、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタへの電流の集中を、さらに緩和することができる。
【００３２】
また、この発明の半導体デバイスは、
この発明の複合バイポーラトランジスタを用いたことを特徴としている。
【００３３】
上記構成によれば、コレクタ‐エミッタ間の飽和電圧を大きくすることなく、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタの熱暴走による破壊を起こり難くできる複合バイポーラトランジスタを用いているので、安全動作電流範囲の広い半導体デバイスを提供することができる。
【００３４】
また、この発明の電子機器は、
この発明の複合バイポーラトランジスタを用いたことを特徴としている。
【００３５】
上記構成によれば、コレクタ‐エミッタ間の飽和電圧を大きくすることなく、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタの熱暴走による破壊を起こり難くできる複合バイポーラトランジスタを用いているので、安全動作電流範囲の広い電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上より明らかなように、この発明の複合バイポーラトランジスタは、コレクタ層として機能する半導体基板に形成された複数のユニットトランジスタのベース抵抗を、エミッタ電極パッドから遠い上記ユニットトランジスタほど小さくなるように設定したので、上記エミッタ電極パッドに近い上記ユニットトランジスタほどベース電流が小さくなり、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタへの電流の集中を緩和して熱暴走が起こり難くできる。したがって、熱暴走による破壊が起こり難くできる。その際に、従来のバラスタ抵抗を配置したメッシュエミッタ構造の複合バイポーラトランジスタに比較して、コレクタ‐エミッタ間の飽和電圧が大きくなることがない。
【００３７】
さらに、上記エミッタ電極パッドから所定の距離以内の領域にある上記ユニットトランジスタにおけるベース電極とエミッタ層との間にバラスタ抵抗を設ければ、上記エミッタ電極パッドの近傍の上記ユニットトランジスタのベース抵抗を大きくすることができる。したがって、上記エミッタ電極パッドの近傍の上記ユニットトランジスタへの電流の集中を、さらに緩和することができる。
【００３８】
また、この発明の半導体デバイスは、コレクタ‐エミッタ間飽和電圧を大きくすることなく、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタの熱暴走による破壊を起こり難くできるこの発明の複合バイポーラトランジスタを用いたので、安全動作電流範囲の広い半導体デバイスを提供することができる。
【００３９】
また、この発明の電子機器は、コレクタ‐エミッタ間飽和電圧を大きくすることなく、上記エミッタ電極パッド近傍の上記ユニットトランジスタの熱暴走による破壊を起こり難くできるこの発明の複合バイポーラトランジスタを用いたので、安全動作電流範囲の広い電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の複合バイポーラトランジスタとしてのメッシュエミッタＰＮＰトランジスタにおける構造を示す図である。但し、図１(a)は平面図であり、図１(b)は図１(a)におけるＣ‐Ｃ'矢視断面図である。尚、図１(a)に示す平面図においては、簡略化のために、ベース電極およびベース電極パッドを省略している。
【００４１】
図１において、コレクタ層を成すＰ型半導体基板２１の表面に、Ｎ型のベース層２２を形成し、このＮ型ベース層２２内の表面に、マトリクス状に配列された複数の矩形の穴２３aが設けられたＰ型のメッシュ状のエミッタ層(以下、メッシュエミッタ層と言う場合もある)２３が形成されている。
【００４２】
チップ表面はシリコン酸化膜２４でなる絶縁体で覆われており、シリコン酸化膜２４におけるメッシュエミッタ層２３の各穴２３aの略中心に対応する位置およびメッシュエミッタ層２３の周囲には穴２４aが設けられており、この穴２４a内に在ってシリコン酸化膜２４で覆われていない島状のベース層２２の表面がベース電極コンタクト部２５となる。ベース層２２は、これらのベース電極コンタクト部２５を介してベース電極２６に接続されている。
【００４３】
図１(b)に示すように、上記ベース電極２６は櫛形にパターニングされたアルミ電極であり、ベース層２２の各ベース電極コンタクト部２５を並列に接続している。そして、複数のベース電極２６の一端は、幅広のベース電極パッド部２７に共通に接続されている。尚、このベース電極パッド部２７は、図１(a)では現れていない。
【００４４】
また、上記シリコン酸化膜２４における互いに隣接する４つの穴２４aの略中心の位置には穴２４bが設けられており、この穴２４b内に在ってシリコン酸化膜２４で覆われていないメッシュエミッタ層２３の表面がエミッタ電極コンタクト部２８となる。そして、図１(a)に示すように、メッシュエミッタ層２３は、エミッタ電極コンタクト部２８を介して、ベース電極２６と同様に櫛型のエミッタ電極２９に接続されている。複数のエミッタ電極２９の一端は幅広のエミッタ電極パッド部３０に共通に接続されている。このエミッタ電極２９もベース電極２６と同様にアルミ電極である。
【００４５】
ここで、上記メッシュエミッタ層２３に設けられた矩形の穴２３aは、エミッタ電極パッド３０からエミッタ電極２９の延在方向に所定の距離までの領域内においては同一の寸法を有する一方、上記領域外においてはエミッタ電極パッド３０から遠ざかるに連れて順次一辺の長さが短くなるようになっている。また、上記領域内においては、メッシュエミッタ層２３の周辺におけるベース層２２、および、メッシュエミッタ層２３の穴２３a内に在る島状のベース層２２に、メッシュエミッタ層２３の周囲および穴２３aの輪郭に沿って、メッシュエミッタ層２３と同じ導電型の拡散層３１が形成されている。そして、拡散層３１は、エミッタ電極パッド３０に近づくに連れて長さ方向に略直交する方向への幅が順次広くなるようになっている。
【００４６】
さらに、コレクタ層を成す上記Ｐ型半導体基板２１の下面に、Ｔi/Ｎi/Ａg等を積層して成るコレクタ電極３２が設けられている。こうして、図１に示すＰＮＰ型のメッシュエミッタトランジスタが構成されている。尚、本実施の形態におけるメッシュエミッタＰＮＰトランジスタの等価回路も、図４に示す従来のメッシュエミッタトランジスタの場合と同じである。
【００４７】
以上のごとく、本実施の形態においては、上記エミッタ電極パッド３０からエミッタ電極２９の延在方向に所定の距離までの領域外においては、エミッタ電極パッド３０から遠ざかるに連れて矩形を成す島状のベース層２２の一辺の長さが順次短くなる一方、上記領域内においては、メッシュエミッタ層２３の周辺のベース層２２および島状のベース層２２にメッシュエミッタ層２３と同じ導電型の拡散層３１を形成し、この拡散層３１の幅をエミッタ電極パッド３０に近づくに連れて順次広くなるようにしている。
【００４８】
すなわち、上記エミッタ電極パッド３０から遠ざかるに連れて島状のベース層２２のバラスタ抵抗が小さくなり、さらに遠ざかるに連れて島状のベース層２２が小さくなる。つまり、上記メッシュエミッタＰＮＰトランジスタの等価回路において、エミッタ電極パッド３０から遠ざかるに連れて、バラスタ抵抗も含むベース抵抗が順次小さくなるように構成されているのである。
【００４９】
したがって、上記エミッタ電極パッド３０に近い上記ユニットトランジスタほどベース電流が小さくなり、エミッタ電極パッド３０近傍の上記ユニットトランジスタへの電流の集中が緩和されて熱暴走を起こし難くなり、エミッタ電極パッド３０近傍の上記ユニットトランジスタにおける熱暴走による破壊が起こり難くなる。また、図３に示す従来のベースにバラスタ抵抗を配置したメッシュエミッタトランジスタよりもコレクタ‐エミッタ間の飽和電圧が大きくなることがないメッシュエミッタトランジスタを提供することが可能になる。
【００５０】
表１に、本実施の形態によって作成されたメッシュエミッタトランジスタと図２および図３に示す従来のメッシュエミッタトランジスタとにおいて、コレクタ‐エミッタ間電圧６Ｖでのトランジスタが破壊した際のコレクタ電流と破壊に至るまでの時間、および、コレクタ‐エミッタ間の飽和電圧を示す。表１により、コレクタ‐エミッタ間飽和電圧を上げることなく、図３に示す従来のベースにバラスタ抵抗を配置したメッシュエミッタトランジスタと同等の熱暴走特性を呈することが分かる。
【００５１】
表１
2009088091.tif 000003
【００５２】
上述したように、本実施の形態は、トランジスタの安全動作範囲の拡張に関するものであり、特に大電流および中電流のトランジスタに有効である。したがって、本実施の形態によって作成されたメッシュエミッタトランジスタを用いて、レギュレータ等の半導体デバイスや、インバータ,モータードライブ,ランプドライブ,ＤＣ‐ＤＣコンバータ等の電子機器を作成することによって、安全動作電流範囲の広い半導体デバイスおよび電子機器を得ることができる。
【００５３】
尚、上記実施の形態においては、ＰＮＰ型のメッシュエミッタトランジスタを例に説明したが、ＮＰＮ型のメッシュトランジスタの場合にも同様に適用可能である。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、上記エミッタ電極パッド３０から所定の距離までの領域内においては、矩形を成す島状のベース層２２の一辺の長さが略同一であるとしている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、領域内においてもエミッタ電極パッド３０に近づくに連れて矩形を成す島状のベース層２２の一辺の長さを順次長くしても構わない。
【００５５】
また、上記実施の形態においては、上記メッシュエミッタ層２３内に形成される島状のベース層２２の形状を矩形にしている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、円形等の他の形状に形成しても一向に差し支えない。
【００５６】
また、上記実施の形態においては、エミッタ層内に島状に複数のベース層を配置したメッシュエミッタトランジスタを例に上げてこの発明を説明したが、島状に複数のエミッタ層を配置したマルチエミッタトランジスタにも適用することができる。
【００５７】
その場合には、図１において、上記Ｎ型ベース層２２内の表面において、後にエミッタ電極コンタクト部２８となる複数の位置に島状にエミッタ層を形成し、後にベース電極コンタクト部２５となる複数の位置にはエミッタ層を形成しない。そして、図１の場合と同様に、島状のエミッタ層にシリコン酸化膜で覆われていないエミッタ電極コンタクト部を形成し、エミッタ層が形成されていない箇所に略等間隔にシリコン酸化膜で覆われていないベース電極コンタクト部を形成する。さらに、図１の場合と同様に、ベース電極およびベース電極パッド部と、エミッタ電極およびエミッタ電極パッド部とを形成する。
【００５８】
そして、上記エミッタ電極パッドからエミッタ電極の延在方向に所定の距離までの領域外においては、上記エミッタ電極パッドから遠ざかるに連れて島状のエミッタ層のサイズを順次大きくする。また、上記領域内においては、島状のエミッタ層の周囲に上記エミッタ層と同じ導電型の拡散層を形成し、この拡散層の幅を上記エミッタ電極パッドに近づくに連れて順次広くなるようにする。こうすることによって、マルチエミッタＰＮＰトランジスタの等価回路において、上記エミッタ電極パッドから遠ざかるに連れて、上記バラスタ抵抗も含むベース抵抗を順次小さくなるように構成することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の複合バイポーラトランジスタとしてのメッシュエミッタＰＮＰトランジスタにおける構造を示す図である。
【図２】従来のメッシュエミッタＰＮＰトランジスタの構造を示す図である。
【図３】従来のバラスタ抵抗を配置したメッシュエミッタＰＮＰトランジスタの構造を示す図である。
【図４】ＰＮＰマルチトランジスタの等価回路を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
２１…Ｐ型半導体基板、
２２…Ｎ型ベース層、
２３…Ｐ型メッシュエミッタ層、
２３a…メッシュエミッタ層の穴、
２４…シリコン酸化膜、
２４a,２４b…シリコン酸化膜の穴、
２５…ベース電極コンタクト部、
２６…ベース電極、
２７…ベース電極パッド部、
２８…エミッタ電極コンタクト部、
２９…エミッタ電極、
３０…エミッタ電極パッド部、
３１…拡散層、
３２…コレクタ電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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