[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910166648.5
• 申請(qǐng)日: 2009-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101661954A
• 公開(kāi)（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 狀發(fā)射極區(qū)域和島狀基極區(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 i-i線剖面圖，圖6(C)是圖6(A)的j-j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CH1′ 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CH2′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TH1′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TH2′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(kāi)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。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述各種問(wèn)題而作出的，通過(guò)如下構(gòu)成來(lái)解決上述問(wèn)題， 本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有：一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基板，其構(gòu)成 集電極區(qū)域；逆導(dǎo)電型基極區(qū)域，其設(shè)于所述基板上；一導(dǎo)電型發(fā)射極區(qū) 域，其呈格子狀地設(shè)于所述基極區(qū)域表面；第一絕緣膜，其設(shè)于所述基極 區(qū)域及所述發(fā)射極區(qū)域上；長(zhǎng)條狀(日文：短狀)的第一基極電極，其 與多個(gè)所述基極區(qū)域接觸；長(zhǎng)條狀的第一發(fā)射極電極，其與所述發(fā)射極區(qū) 域接觸；第二絕緣膜，其設(shè)于所述第一基極電極及所述第一發(fā)射極電極上； 平板狀的第二基極電極，其配置于所述第二絕緣膜上；以及平板狀的第二 發(fā)射極電極，其配置于所述第二絕緣膜上且與所述第二基極電極鄰接，所 述第二發(fā)射極電極設(shè)于所述第一基極電極及所述第一發(fā)射極電極上且與所 述第一發(fā)射極電極接觸，所述第二基極電極具有比所述第二發(fā)射極電極小 的面積，且設(shè)于所述第一基極電極及所述第一發(fā)射極電極上并與所述第一 基極電極接觸。

根據(jù)本發(fā)明，能得到以下效果。