專利名稱：雙極型晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙極型晶體管，特別涉及Si系高頻雙極型晶體管。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，以便攜式電話為代表的移動(dòng)通信設(shè)備正在向高性能化、小型化發(fā)展，并且產(chǎn)品壽命向更短化發(fā)展，對(duì)于裝在模塊部件等中的晶體管，高性能化、小型化、低成本化是理所當(dāng)然的，但還要求對(duì)應(yīng)于不同的晶體管規(guī)模，開發(fā)期短并在短期內(nèi)供貨。作為滿足這些的手段之一，通過在1個(gè)半導(dǎo)體襯底上設(shè)置多個(gè)具有所必需的晶體管規(guī)模的晶體管組，通過引出布線有選擇地連接晶體管組，做出多個(gè)不同晶體管規(guī)模的晶體管(例如參照特許文獻(xiàn)1日本特開平9-237882號(hào)公報(bào)(第2-3頁(yè)，第7圖、第8圖)。
以下，通過附圖對(duì)具有如上述結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有雙極型晶體管加以說明。
圖1A、1B是從上面看現(xiàn)有雙極型晶體管的俯視圖，圖1A所示是被選擇出的1個(gè)晶體管組的俯視圖，圖1B所示是被選擇出的2個(gè)晶體管組的俯視圖。
如圖1A、1B所示，現(xiàn)有的雙極型晶體管是構(gòu)成晶體管組的單位晶體管并聯(lián)連接的梳狀多觸點(diǎn)型雙極型晶體管，其構(gòu)成如下在半導(dǎo)體襯底100的預(yù)定區(qū)域形成的第1晶體管組110a、第2晶體管組110b或第3晶體管組110c的發(fā)射極和引線鍵合(wire bonding)用的發(fā)射極焊盤(pad)140由發(fā)射極引出布線120連接，第1晶體管組110a、第2晶體管組110b或第3晶體管組110c的基極和引線鍵合用的基極焊盤150由基極引出布線130連接。在此，雖然圖未示出，但集電極的電極從半導(dǎo)體襯底100的背面引出。
在此，第1晶體管組110a、第2晶體管組110b或第3晶體管組110c是多個(gè)具有發(fā)射極、基極以及集電極的單位晶體管成電的并聯(lián)接接的晶體管，各晶體管組具有各不相同的單位晶體管數(shù)量，各晶體管組的晶體管規(guī)模不同。
圖2是雙極型晶體管的剖面圖(圖1A的b-b’線處的剖面圖)。而且，對(duì)與圖1A相同的要素給以相同的符號(hào)，在此省略與它們有關(guān)的詳細(xì)說明。
如圖2所示，在第1晶體管組110a和第2晶體管組110b中形成有多個(gè)單位晶體管，所述多個(gè)單位晶體管具備由在N+型半導(dǎo)體襯底200上形成的硅外延層構(gòu)成的N型集電極210、用離子注入法和硅外延法等在N型集電極210表面形成的P型基極220、在將各P型基極220絕緣隔離的N型集電極210上形成的元件隔離區(qū)230、及在P型基極220表面上使雜質(zhì)擴(kuò)散所形成的N型發(fā)射極240。在第1晶體管組110和第2晶體管組110b之間，形成用于將第1晶體管組110a以及第2晶體管組110b完全隔離成島狀的、例如用溝槽隔離方法和LOCOS方法等形成的深度達(dá)到N+型半導(dǎo)體襯底200為止的溝道截?cái)嘤玫慕^緣隔離區(qū)250，多個(gè)單位晶體管被絕緣膜260覆蓋。
另外，在N型發(fā)射極240上形成有N型多晶硅膜270，在P型基極220以及元件隔離區(qū)230上形成作為外部基極層的P型多晶硅膜280。
在此，在第1晶體管組110a的絕緣膜260上，形成貫穿絕緣膜260的通孔290，發(fā)射極引出布線120以及基極引出布線130和N型多晶硅膜270以及P型多晶硅膜280分別通過埋入布線栓塞(plug)的通孔290連接。
對(duì)于具有如上結(jié)構(gòu)的雙極型晶體管，如圖1A以及圖1B所示，通過發(fā)射極引出布線120以及基極引出布線130，從第1晶體管組110a、第2晶體管組110b或者第3晶體管組110c之中選擇任意晶體管組，通過連接發(fā)射極引出布線120以及基極引出布線130和所選擇的晶體管組的發(fā)射極以及基極，可以制作不同晶體管規(guī)模的雙極型晶體管。在此，具有如上述結(jié)構(gòu)的雙極型晶體管的制造方法，是在普通的微細(xì)加工技術(shù)和自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。
這樣，對(duì)于現(xiàn)有的雙極型晶體管，只通過由布線進(jìn)行的選擇連接，就可以實(shí)現(xiàn)晶體管規(guī)模不同的雙極型晶體管，因此生產(chǎn)效率非常高，并且，可以實(shí)現(xiàn)能在短期內(nèi)向市場(chǎng)供貨的雙極型晶體管。
但是，現(xiàn)有的雙極型晶體管在1個(gè)半導(dǎo)體襯底上僅排列多個(gè)所需要的晶體管規(guī)模的晶體管組，對(duì)可能制作的晶體管規(guī)模的數(shù)量有限制，存在不能進(jìn)一步滿足市場(chǎng)對(duì)不同的晶體管規(guī)模的需求。
此時(shí)，如圖3、4的俯視圖以及剖面圖(圖3的俯視圖的c-c’線的剖面圖)所示，在由絕緣隔離區(qū)250圍起的1個(gè)晶體管組中，形成有多個(gè)N型發(fā)射極240，例如30個(gè)，從該晶體管組形成的發(fā)射極以及基極之中選擇任意的發(fā)射極以及基極，通過連接發(fā)射極引出布線120以及基極引出布線130和所選擇的發(fā)射極以及基極，可以實(shí)現(xiàn)的雙極型晶體管具有1～30整數(shù)個(gè)全部單位晶體管，因此作為實(shí)現(xiàn)滿足上述要求的雙極型晶體管的方法，可以考慮選擇連接1個(gè)晶體管組的發(fā)射極以及基極的方法。但是，這種方法中，不使用的發(fā)射極的正下方的基極和集電極的接合電容都作為寄生電容加入了，而增加了集電極-基極間的電容，因此存在高頻特性劣化的問題，這種方法不能實(shí)現(xiàn)滿足上述要求的雙極型晶體管。
另外，如圖5的剖面圖所示，在由同一半導(dǎo)體襯底上的絕緣隔離區(qū)250圍起的區(qū)域中，形成發(fā)射極數(shù)量為1的晶體管組，通過設(shè)立多個(gè)，例如30個(gè)，可以實(shí)現(xiàn)具有1～30所有整數(shù)個(gè)單位晶體管的雙極型晶體管，因此，作為實(shí)現(xiàn)滿足上述要求的雙極型晶體管的方法，考慮設(shè)立多個(gè)1個(gè)發(fā)射極的晶體管組的方法。但是，這種方法，根據(jù)各自的發(fā)射極獨(dú)立形成基極以及集電極，因此不會(huì)產(chǎn)生高頻特性劣化這樣的問題，但在1個(gè)1個(gè)晶體管組之間存有絕緣隔離區(qū)250，因此產(chǎn)生半導(dǎo)體襯底必須非常大這樣的問題，這種方法也不能實(shí)現(xiàn)滿足上述要求的雙極型晶體管。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是鑒于這樣的問題，提供一種雙極型晶體管，可以滿足市場(chǎng)對(duì)不同晶體管規(guī)模的要求。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的雙極型晶體管是在1塊半導(dǎo)體襯底上形成的多觸點(diǎn)型雙極型晶體管，其中，上述雙極型晶體管具有可并聯(lián)連接的多個(gè)晶體管組，上述多個(gè)晶體管組的單位晶體管數(shù)量各不相同，為2n(n是正整數(shù))。
據(jù)此，各晶體管組的單位晶體管數(shù)量為2n(2、4、8、16、…)，通過選擇連接多個(gè)晶體管組，實(shí)現(xiàn)具有可以實(shí)現(xiàn)的所有偶數(shù)個(gè)單位晶體管的雙極型晶體管，即，可以實(shí)現(xiàn)各種晶體管規(guī)模的雙極型晶體管，因此能達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)能滿足市場(chǎng)對(duì)不同晶體管規(guī)模的要求的雙極型晶體管的效果。
另外，上述多個(gè)晶體管組是m個(gè)第1～第m的晶體管組，第i(i＝1～m)晶體管組可以有2i個(gè)上述單位晶體管。在此，上述m可以是4。
據(jù)此，雙極型晶體管具備具有偶數(shù)個(gè)且所有最小2個(gè)到最大2m個(gè)的單位晶體管數(shù)量的晶體管組，因此能達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)雙極型晶體管，其具有具備連續(xù)的單位晶體管數(shù)量的晶體管組。
另外，上述晶體管組還具備以覆蓋上述晶體管的方式形成的絕緣膜，上述雙極型晶體管還可以具備在上述絕緣膜上形成的結(jié)合區(qū)(鍵合焊盤bonding pad)、及貫穿上述絕緣膜并連接上述晶體管組和結(jié)合區(qū)的引出布線。在此，上述引出布線可以有選擇地與上述多個(gè)晶體管組連接，另外上述雙極型晶體管還具備在上述半導(dǎo)體襯底的與形成上述晶體管組的面相對(duì)的面上形成的集電極電極，上述引出布線可以連接上述晶體管組的發(fā)射極以及基極和上述結(jié)合區(qū)。
據(jù)此，晶體管組的選擇連接通過引出布線來(lái)完成，因此能達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)能容易地改變晶體管規(guī)模的雙極型晶體管的效果。
另外，上述雙極型晶體管還可以具備上述單位晶體管數(shù)量為1個(gè)的晶體管組。
據(jù)此，能達(dá)到這樣的效果可以實(shí)現(xiàn)一切晶體管規(guī)模的雙極型晶體管。


圖1A是一從上面看到的1個(gè)晶體管組被選擇時(shí)的現(xiàn)有雙極型晶體管的俯視圖。
圖1B是一從上面看到的2個(gè)晶體管組被選擇時(shí)的現(xiàn)有雙極型晶體管的俯視圖。
圖2是一現(xiàn)有雙極型晶體管的剖面圖(圖1A的b-b’線處的剖面圖)。
圖3是一從上面看到的現(xiàn)有雙極型晶體管變形例的俯視圖。
圖4是一現(xiàn)有雙極型晶體管變形例的剖面圖(圖3俯視圖的c-c’線處的剖面圖)。
圖5是一現(xiàn)有雙極型晶體管變形例的剖面圖。
圖6是一從上面看到的本發(fā)明實(shí)施例的雙極型晶體管的俯視圖。
圖7是一同一實(shí)施例的雙極型晶體管的放大俯視圖(圖6的A部的放大圖)。
圖8是一同一實(shí)施例的雙極型晶體管的放大俯視圖(圖7的第1晶體管組610a以及第2晶體管組610b的放大圖)。
圖9是一同一實(shí)施例的雙極型晶體管的剖面圖(圖8的d-d’線處的剖面圖)。
圖10是一本發(fā)明實(shí)施例的雙極型晶體管變形例的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖就本發(fā)明實(shí)施例的雙極型晶體管加以說明。
圖6、7是從上面看到的本發(fā)明實(shí)施例的雙極型晶體管的俯視圖，圖7所示是圖6的A部的放大圖。
如圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例的雙極型晶體管，是以實(shí)現(xiàn)可以滿足市場(chǎng)對(duì)不同晶體管規(guī)模要求的雙極型晶體管為目的的梳狀多觸點(diǎn)型雙極型晶體管，其構(gòu)成如下通過發(fā)射極引出布線620對(duì)在半導(dǎo)體襯底600的預(yù)定區(qū)域上形成的第1晶體管組610a、第2晶體管組610b、第3晶體管組610c或者第4晶體管組610d的發(fā)射極與引線鍵合用的發(fā)射極焊盤640進(jìn)行連接，通過基極引出布線630對(duì)第1晶體管組610a、第2晶體管組610b、第3晶體管組610c或者第4晶體管組610d的基極與引線鍵合用的基極焊盤650進(jìn)行連接。在此，雖然圖未示出，但集電極的電極從半導(dǎo)體襯底600的背面引出。另外，集電極的電極從半導(dǎo)體襯底600的背面引出，但并不限于此。
在此，第1晶體管組610a、第2晶體管組610b、第3晶體管組610c以及第4晶體管組610d是具有發(fā)射極、基極以及集電極的多個(gè)單位晶體管并聯(lián)連接的晶體管，各晶體管組的單位晶體管數(shù)量為2n個(gè)(n是正整數(shù))，最小2個(gè)最大2m個(gè)(m是晶體管組的總數(shù))，各不相同。另外，雙極型晶體管如果具備具有2、4、8、16個(gè)單位晶體管的晶體管組，則能夠以不會(huì)成問題的芯片面積上流過最大100mA的電流，因此，在本實(shí)施例中如圖7所示，第1晶體管組610a、第2晶體管組610b、第3晶體管組610c以及第4晶體管組610d的單位晶體管數(shù)量分別為2、4、8、16個(gè)。
圖8是圖7的第1晶體管組610a以及第2晶體管組610b的放大俯視圖，圖9是雙極型晶體管的剖面圖(圖8的d-d’線的剖面圖)。另外，在圖8、9中，與圖6相同的要素給以相同的符號(hào)，在此省略與這些要素相關(guān)的詳細(xì)說明。
如圖8、9所示，在第1晶體管組610a以及第2晶體管組610b上形成多個(gè)單位晶體管，該單位晶體管由以下部分構(gòu)成由在N+型半導(dǎo)體襯底900上形成的硅外延層構(gòu)成的N型集電極910、用離子注入法和硅外延法等在N型集電極910表面形成的P型基極920、在使各P型基極920絕緣隔離的N型集電極910上形成的元件隔離區(qū)930、及在P型基極920表面擴(kuò)散雜質(zhì)而形成的N型發(fā)射極940。在第1晶體管組610a以及第2晶體管組610b之間形成溝道截?cái)嘤玫慕^緣隔離區(qū)950，該絕緣隔離區(qū)950用于使第1晶體管組610a以及第2晶體管組610b完全成島狀隔離，例如由溝槽隔離法和LOCOS方法等形成，深度達(dá)到N+型半導(dǎo)體襯底900為止。多個(gè)單位晶體管由絕緣膜960覆蓋。另外，P型基極920通過外延法形成，N型發(fā)射極940通過使雜質(zhì)擴(kuò)散而形成，但是P型基極920以及N型發(fā)射極940也可以通過在N型集電極910上順次地進(jìn)行外延生長(zhǎng)而形成，另外，也可以通過在N型集電極910表面順次地?cái)U(kuò)散雜質(zhì)而形成。
另外，在N型發(fā)射極940上形成N型多晶硅膜970，在P型基極920以及元件隔離區(qū)930上形成作為外部基極層的P型多晶硅膜980。
在此，在覆蓋第1晶體管組610a的絕緣膜960上，形成貫穿960的通孔990，發(fā)射極引出布線620以及基極引出布線630，與N型多晶硅膜970以及P型多晶硅膜980分別通過埋入布線栓塞的通孔990連接。
在具有如上述結(jié)構(gòu)的雙極型晶體管中，如圖8以及圖9所示，通過發(fā)射極引出布線620以及基極引出布線630，從第1晶體管組610a、第2晶體管組610b、第3晶體管組610c以及第4晶體管組610d中選擇出的任意的晶體管組，并通過對(duì)發(fā)射極引出布線620以及基極引出布線630和所選擇的晶體管組的發(fā)射極以及基極進(jìn)行連接，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同晶體管規(guī)模的多個(gè)雙極型晶體管。在此，具有如上述結(jié)構(gòu)的雙極型晶體管的制造方法，是在普通的微細(xì)加工技術(shù)和自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，雙極型晶體管具備第1晶體管組610a、第2晶體管組610b、第3晶體管組610c以及第4晶體管組610d，各晶體管組的單位晶體管數(shù)量為2、4、8、16。這樣，通過改變由發(fā)射極引出布線620以及基極引出布線630選擇的晶體管組的組合，可以實(shí)現(xiàn)具有2～30所有偶數(shù)個(gè)單位晶體管組數(shù)量的雙極型晶體管，因此本實(shí)施例的雙極型晶體管可以實(shí)現(xiàn)能滿足市場(chǎng)對(duì)不同晶體管規(guī)模的要求的雙極型晶體管。
另外，根據(jù)本實(shí)施例，不是選擇晶體管組的發(fā)射極以及基極，而是選擇晶體管組。這樣，在選擇出的晶體管組中，全部使用N型發(fā)射極940以及P型基極920，不增加集電極-基極間的電容，因此本實(shí)施例的雙極型晶體管可以實(shí)現(xiàn)不劣化高頻特性的雙極型晶體管。
另外，根據(jù)本實(shí)施例，各晶體管組的單位晶體管組數(shù)量為2n個(gè)，其最小為2個(gè)，最大2m個(gè)，各不相同。這樣，與設(shè)立發(fā)射極數(shù)量為1個(gè)的多個(gè)晶體管組的情況相比，介于1個(gè)1個(gè)晶體管組之間的絕緣隔離區(qū)的數(shù)量變少，因此本實(shí)施例的雙極型晶體管可以實(shí)現(xiàn)不需要大的半導(dǎo)體襯底的雙極型晶體管。
另外，在本實(shí)施例中，雙極型晶體管具備具有最小2個(gè)、最大2m個(gè)的2n個(gè)單位晶體管數(shù)量的晶體管組。但是，如果不考慮制造單位晶體管方面的尺寸精度則不受該限制，如圖10的俯視圖所示，雙極型晶體管還可以具備單位晶體管數(shù)量為1的其他晶體管組610e，也可以從包含晶體管組610e的多個(gè)晶體管組中選擇任意的晶體管組。
另外，可以通過1層布線，也可以通過2層布線形成發(fā)射極引出布線620以及基極引出布線630。
從以上說明可知，根據(jù)與本發(fā)明有關(guān)的雙極型晶體管，可以實(shí)現(xiàn)具有最小2個(gè)、最大2m個(gè)所有偶數(shù)個(gè)單位晶體管數(shù)量的雙極型晶體管，因此具備具有連續(xù)的單位晶體管數(shù)量的晶體管組，能夠達(dá)成可以實(shí)現(xiàn)能滿足市場(chǎng)對(duì)不同晶體管規(guī)模的要求的雙極型晶體管的效果。另外，根據(jù)與本發(fā)明有關(guān)的雙極型晶體管，在選擇出的晶體管組中，全部使用N型發(fā)射極以及P型基極，不增加集電極-基極間的電容，因此能達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)高頻特性不劣化的雙極型晶體管的效果。另外根據(jù)與本發(fā)明有關(guān)的雙極型晶體管，與設(shè)立發(fā)射極數(shù)量為1個(gè)的多個(gè)晶體管組的情況相比，介于1個(gè)1個(gè)晶體管組之間的絕緣隔離區(qū)的數(shù)量減少，因此能達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)不需要大的半導(dǎo)體襯底的雙極型晶體管的效果。
這樣，可以提供能滿足市場(chǎng)對(duì)不同晶體管規(guī)模的要求的雙極型晶體管，應(yīng)用價(jià)值極高。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明可以應(yīng)用在雙極型晶體管上，特別是可以應(yīng)用在搭載在移動(dòng)通信設(shè)備等的模塊部件等的晶體管上。
權(quán)利要求
1.一種雙極型晶體管，是在1枚半導(dǎo)體襯底上形成的多觸點(diǎn)型雙極型晶體管，其特征是上述雙極型晶體管具備可并聯(lián)連接的多個(gè)晶體管組，上述多個(gè)晶體管組的單位晶體管數(shù)量各不相同，為2n(n是正整數(shù))。
2.如權(quán)利要求1所記載的雙極型晶體管，其特征是上述多個(gè)晶體管組是m個(gè)第1～第m晶體管組，第i(i＝1～m)晶體管組具有2i個(gè)上述單位晶體管。
3.如權(quán)利要求2所記載的雙極型晶體管，其特征是上述m為4。
4.如權(quán)利要求3所記載的雙極型晶體管，其特征是上述晶體管組還具備以覆蓋上述單位晶體管的方式形成的絕緣膜，上述雙極型晶體管還具備在上述絕緣膜上形成的結(jié)合區(qū)、及貫穿上述絕緣膜并連接上述晶體管組和結(jié)合區(qū)的引出布線。
5.如權(quán)利要求4所記載的雙極型晶體管，其特征是上述引出布線有選擇地與上述多個(gè)晶體管組連接。
6.如權(quán)利要求5所記載的雙極型晶體管，其特征是上述雙極型晶體管還具備在上述半導(dǎo)體襯底的與形成上述晶體管組的面相反的面上形成的集電極電極，上述引出布線連接上述晶體管組的發(fā)射極以及基極和上述結(jié)合區(qū)。
7.如權(quán)利要求6所記載的雙極型晶體管，其特征是上述雙極型晶體管還具備上述單位晶體管數(shù)量為1的晶體管組。
8.如權(quán)利要求5所記載的雙極型晶體管，其特征是上述雙極型晶體管還具備上述單位晶體管數(shù)量為1的晶體管組。
9.如權(quán)利要求4所記載的雙極型晶體管，其特征是上述雙極型晶體管還具備在上述半導(dǎo)體襯底的與形成上述晶體管組的面相反的面上形成的集電極電極，上述引出布線連接上述晶體管組的發(fā)射極以及基極和上述結(jié)合區(qū)。
10.如權(quán)利要求4所記載的雙極型晶體管，其特征是上述雙極型晶體管還具備上述單位晶體管數(shù)量為1的晶體管組。
11.如權(quán)利要求3所記載的雙極型晶體管，其特征是上述雙極型晶體管還具備上述單位晶體管數(shù)量為1的晶體管組。
12.如權(quán)利要求2所記載的雙極型晶體管，其特征是上述晶體管組還具備以覆蓋上述單位晶體管的方式形成的絕緣膜，上述雙極型晶體管還具備在上述絕緣膜上形成的結(jié)合區(qū)、及貫穿上述絕緣膜并連接上述晶體管組和結(jié)合區(qū)的引出布線。
13.如權(quán)利要求2所記載的雙極型晶體管，其特征是上述雙極型晶體管還具備上述單位晶體管數(shù)量為1的晶體管組。
14.如權(quán)利要求1所記載的雙極型晶體管，其特征是上述晶體管組還具備以覆蓋上述單位晶體管的方式形成的絕緣膜，上述雙極型晶體管還具備在上述絕緣膜上形成的結(jié)合區(qū)、及貫穿上述絕緣膜并連接上述晶體管組和結(jié)合區(qū)的引出布線。
15.如權(quán)利要求1所記載的雙極型晶體管，其特征是上述晶體管還具備上述單位晶體管數(shù)量為1的晶體管組。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具備雙極型晶體管，其具備多個(gè)具有發(fā)射極、基極以及集電極的單位晶體管成電的并聯(lián)連接的雙極型晶體管，各晶體管組的單位晶體管數(shù)量各不相同，是具備2、4、8、16個(gè)的第1晶體管組、第2晶體管組、第3晶體管組以及第4晶體管組的梳形多觸點(diǎn)型雙極型晶體管。
文檔編號(hào)H01L21/331GK1497734SQ200310101510
公開日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月11日
發(fā)明者曾根高真一, 豐田泰之, 新井一浩, 太田順道, 之, 浩, 道 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社