[发明专利]晶体管

说明书

本发明是关于晶体管、特别是关于经过大电流容量化的晶体管的改良。

从来作为增大晶体管的容许电流的构造都是采用扩大发射极的有效面积的办法，这是众所用知的。作为这种构造有如图5所示的网状基极构造及岛状发射极造成，图5中，（1）是由半导体衬底组成的集电极区;（2）是基极区;（3）是岛状发射极区;用虚线表示的（4）是在基极区（2）进行电阻接触的基极电极;（5）是在各岛状发射极区（3）…（3）进行电阻接触的发射电极。

在上述的构造里，通过多数的岛状发射极区（3）…（3）可以扩大基极接合的周长以致能够容易地达到大电流容量化的目的。可是，从图5能够清楚地得知，在岛状发射极区（3）…（3）面积的增加的同时，网状基极区（2）的面积也随着增加，因而也就致使芯片面积的增加，可是，在基极里因为只能通过集电极电流的1/h的电流，所以基极（2）的增加基本上不会对晶体管的大电流容量化起到什么作用。

因而就考虑采用如图6所示的网状发射极构造的晶体管，图6中的（10）是由半导体衬底组成的集电极区;（11）是基极区，（12）是网状的发射极区;用虚线表示的（13）是在发射极区（12）进行电阻接触的发射极电极;（14）是在分布着的基极区（11）进行电阻接触的基极电极。

在上述构造里，因为通过网状发射极区（12）可以只扩大发射极的面积;所以对防止芯片面积的增大相当有效，然而从图6可以清楚地得知，由于发射极电极（13）与基极电极（14）形成梳齿状，所以发射极电极（13）只能在网状极射极区（12）的大约一半的面积进行电阻接触，因而发射极（12）的面积虽然可以得到扩大，但是发射极电极（13）的面积就无法扩大了。这样一来网状发射极区（12）就不能充分地得到利用，结果网状发射极区（12）也就无法在扩大电流容量方面充分发挥作用。

为此，进一步进行多次改良，考虑了一种如图7（a）（b）所示的具有多层电极构造的网状发射极的晶体管，这种晶体管具有由硅半导体衬底组成的集电极区（20）、基极区（21）和网状发射极区（22），在基极区（21）的几乎全部表面都配置了发射极区（22），基极区（21）的接触区（23）…（23）则是在多数岛状发射区（22）内以完全被发射极区（22）包围的状态而配置的。在衬底（20）表面的氧化硅薄膜（24）上边，形成用虚线表示的第一层的第1基极电极（25）和第1发射极电极（26），第1基极电极（25）是在基极区（21）的各个接触区（23）…（23）进行电阻接触，成为多数的岛状;第1发射电极（26）是和发射极区（22）的几乎全部表面进行电阻接触而形成网状的。第1基极电极（25）及第1发射极电极（26）是被聚酰亚胺等层间绝缘膜（27）所覆盖着。在层间绝缘膜（27）上，形成了用实线表示的第2层的第2基极电极（28）及第2发射电极（29），第2基极电极（28）分别在以岛状分布的多数的第1基极电极（25）…（25）进行电阻接触、形成梳齿状朝一方向延伸，第2发射电极（29）是在用斜线表示的网状第1发射电极（26）的外周部进行电阻接触，并延伸到焊接点。

根据以上的构造，因为在网状发射极区（22）几乎全部都可以配置第1发射极电极（26），所以能够使网状发射极区（22）高效率地进行工作，从而扩大电流容量。可是，采用多层电极构造的时候，如果第1发射电极的（26）及第1基极（25）厚度形成过厚的话，第1层的电极的阶段差就会变大，以致影响到第2层的层间绝缘膜（27）复盖了这个第1层的电极而变厚，但由于发生裂缝，使第1层的电极和第2层的电极短路。因此，第1发射电极（26）及第1基极（25）的厚度不能过厚，在这一第1层的电极（26）的膜厚很薄的状态下大电流一通过，在和设于第1发射电极（26）的外周部的第2发射电极（29）的接触部分就会有由于电流集中而发生破坏的缺点。

鉴于上述之缺点，本发明通过使第2发射电极（29）不仅可以在第1发射电极（26）的外周部，也可以采用在内部进行接触的办法来对原来的缺点进行大幅度的改善。

本发明由于第2层的层间绝缘膜（27）是分步复层，使第1层的电极的阶段差减小，更把与第2发射电极（29）的第1发射电极（26）的电阻接触能以带状状态多数地设置以使电流分散，从而防止由于大容量电流的电流集中所引起的破坏。