[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910166647.0
• 申請(qǐng)日: 2009-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN101661953A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高橋和也
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)株式會(huì)社;三洋半導(dǎo)體株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L29/73
• 分類號(hào): H01L29/73;H01L29/417
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 岳雪蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，特別涉及可以實(shí)現(xiàn)晶體管的電極的平坦化、安全動(dòng)作區(qū)域的擴(kuò)大和熱散逸的避免、以及電阻成分的降低的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

作為分立式雙極型晶體管，公知有如下的雙極型晶體管，其在由格子狀的發(fā)射極區(qū)域和島狀的基極區(qū)域構(gòu)成的動(dòng)作區(qū)域上分別配置有兩層基極電極及發(fā)射極電極(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

參照?qǐng)D6，以npn型晶體管為例說(shuō)明現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置。

圖6(A)是半導(dǎo)體裝置100整體的平面圖，圖6(B)是圖6(A)的j-j線剖面圖，圖6(C)是圖6(A)的k-k線剖面圖。另外，在圖6(A)中，由虛線表示第二層電極。

在n+型硅半導(dǎo)體基板51a上例如層疊n-型半導(dǎo)體層51b等而設(shè)置集電極區(qū)域。在n-型半導(dǎo)體層51b表面設(shè)置作為p型雜質(zhì)區(qū)域的基極區(qū)域53，在基極區(qū)域53表面呈格子狀地?cái)U(kuò)散n+型雜質(zhì)而形成有發(fā)射極區(qū)域54。由此，基極區(qū)域53被分離為島狀，與發(fā)射極區(qū)域54交替地配置。另外，被分離為島狀的結(jié)構(gòu)是表面的結(jié)構(gòu)，比發(fā)射極區(qū)域54更深地形成的基極區(qū)域53在深區(qū)域構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的區(qū)域。以下將在如上所述被分割為島狀的基極區(qū)域和其周邊的發(fā)射極區(qū)域形成的晶體管稱為單元，將配置有多個(gè)單元的區(qū)域稱為動(dòng)作區(qū)域58。

與基極區(qū)域53及發(fā)射極區(qū)域54連接的基極電極及發(fā)射極電極分別構(gòu)成兩層結(jié)構(gòu)。第一層基極電極由島狀的第一基極電極56a和長(zhǎng)條狀(日文：短?狀)的第一基極電極56b構(gòu)成，并經(jīng)由設(shè)于第一絕緣膜61的接觸孔CHB與基極區(qū)域53接觸。島狀的第一基極電極56a和長(zhǎng)條狀的第一基極電極56b分別配置于在大致中央將動(dòng)作區(qū)域58分成兩部分的區(qū)域。

第一發(fā)射極電極57呈格子狀地設(shè)于第一基極電極56a、56b之間，并?經(jīng)由設(shè)于第一絕緣膜61的接觸孔CHE與發(fā)射極區(qū)域54接觸。

在第一基極電極56a、56b及第一發(fā)射極電極57上設(shè)有第二絕緣膜62，進(jìn)而，在其上設(shè)有成為第二層的平板狀第二基極電極66及第二發(fā)射極電極67。第二基極電極66經(jīng)由設(shè)于第二絕緣膜62的通孔THB與島狀的第一基極電極56a及長(zhǎng)條狀的第一基極電極56b的端部接觸(圖6(A))。第二發(fā)射極電極67經(jīng)由設(shè)于第二絕緣膜62的通孔THE與第一發(fā)射極電極57接觸(圖6(B))。平板狀的第二基極電極66和第二發(fā)射極電極67的面積相等，金(Au)等接合線(未圖示)與第二基極電極66及第二發(fā)射極電極67連接。

專利文獻(xiàn)1：(日本)特開2000-40703號(hào)公報(bào)

參照?qǐng)D6(C)，在第二基極電極66下方，集電極電流經(jīng)由第二基極電極66下方的第一發(fā)射極電極57流向第二發(fā)射極電極。此時(shí)，由于第一層電極(第一發(fā)射極電極57)的厚度比第二層電極(第二發(fā)射極電極67)的厚度薄，因此存在如下問(wèn)題，即到第二發(fā)射極電極67的距離長(zhǎng)的電流路徑CP2′、CP3′，相比第二發(fā)射極電極67下方的電流路徑CP1′，電阻增大。

因此，形成集電極電流集中于電流路徑CP1′的傾向，存在芯片的電流密度變得不均勻的問(wèn)題。一旦電流密度變得不均勻，則熱散逸的危險(xiǎn)增大，從而產(chǎn)生安全動(dòng)作區(qū)域變窄的問(wèn)題。另外，根據(jù)在接通時(shí)產(chǎn)生不動(dòng)作的單元這一情況，電阻成分進(jìn)一步增大，也產(chǎn)生電流密度的不均勻化加重的問(wèn)題。

于是，為了解決這些問(wèn)題，考慮如下結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置150，即擴(kuò)展第二發(fā)射極電極的面積，作為外部連接部件而采用金屬片。

圖7及圖8是表示將第二發(fā)射極電極的面積擴(kuò)展后的半導(dǎo)體裝置150的一例的圖。圖7(A)是平面圖，圖7(B)是圖7(A)的1-1線剖面圖，圖8(A)是圖7(A)的m-m線剖面圖。另外，在圖7(A)中省略了外部連接部件。

在高濃度n+型半導(dǎo)體基板101a上設(shè)置n-型半導(dǎo)體層101b而構(gòu)成集電極區(qū)域，在其表面設(shè)置p型基極區(qū)域103(點(diǎn)劃線)，在基極區(qū)域103表面呈格子狀地形成n+型發(fā)射極區(qū)域104。島狀基極區(qū)域103都具有相同的形狀及面積，且呈矩陣狀地配置于半導(dǎo)體基板(芯片)上。

由虛線表示的第一層電極結(jié)構(gòu)如下所示。在動(dòng)作區(qū)域108(基極區(qū)域?103及發(fā)射極區(qū)域104)表面設(shè)有第一絕緣膜121(參照?qǐng)D7(B))，在其上設(shè)有第一基極電極106及第一發(fā)射極電極107。第一基極電極106呈長(zhǎng)條狀地設(shè)置，且與其下方的多個(gè)基極區(qū)域103連接。第一發(fā)射極電極107也呈長(zhǎng)條狀地設(shè)置，與發(fā)射極區(qū)域104連接。第一發(fā)射極電極107與第一基極電極106平行地與它們交替配置。