專利名稱:多發射區擴散層接觸孔圓形構造的制作方法
一般高速、高頻的半導體元件,在過電壓、過電流的影響下極易發生失效而無法工作,其改善的方法多采用發射極E并聯方式(如圖3所示),并於各發射極E端接設電阻R。其多發射極E設置的方法(如
圖1所示),即在半導體1上植入多個發射區擴散層b,以形成多個發射極,而該發射區擴散層b下方皆呈直角f,又該半導體1與發射區擴散層b上方則再設置氧化碳層c,并將高阻抗金屬層d覆設於半導體1、發射區擴散層b、氧化碳層c上方,在高阻抗金屬層d上方則再鋪設一層低阻抗金屬層e形成一半導體晶粒。
為使該發射區擴散層b接觸孔a變小以提高阻抗,因而形成各種多邊形的排列(如圖2-a至2-e所示),這種方法雖然可提高阻抗,但是使整個半導體尺寸面積增加,致使材料增加,從而增加了生產成本;又因發射區擴散層b下方都呈直角f,極易造成電流集中而形成熱點,使得該半導體更易因該熱點溫度不斷上升而損壞燒毀;另有人於發射區擴散層b周緣環設槽溝4,以使發射區擴散層b接觸孔變小,而達附加阻抗作用,然卻同樣使整個半導體尺寸面積增加。如何改善上述問題是激發本案發明人的發明動機。
本發明的首要目的在于提供一種多發射區擴散層接觸孔圓形構造,其於多邊形(含圓形)的各個發射區擴散層上設有數條淺凹交集,以分割該發射區擴散層,而使其發射區擴散層接觸孔更加變小而提高阻抗與金屬接觸,進而使達到縮小半導體晶粒體積,大幅度降低生產成本的目的。
本發明的另一目的仍在于提供一種多發射區擴散層接觸孔圓形構造,其於該發射區擴散層下方設弧形邊緣,以防止電流集中。
為方便了解本發明其他特征、優點及其所達成的功效,特將本發明配合附圖,詳細說明如下圖號說明1、半導體2、發射區擴散層3、淺凹4、槽溝5、阻礙端點6、阻礙端點21、弧形邊緣a、接觸孔
b、發射區擴散孔c、氧化碳層d、高阻抗金屬層e、低阻抗金屬層f、直角邊緣E、發射極圖示說明圖1為通常所采用的發射區擴散層排列圖形俯視平面示意圖。
圖2將圖一發射區擴散層b周緣再環設槽溝平面示意圖。
圖3為圖一發射區擴散層的等效電路。
圖3-1為一般具多發射區半導體各元素構件植設示意圖。
圖4為本發明實施例平面示意圖。
圖5為本發明其發射區擴散層擴散深度、擴散邊緣示意圖。
請參閱圖四中圖4-a、圖4-a’、圖4-b、圖4-b’、圖4-b”、圖4-c、圖4-c’所示,本發明於多邊形(含圖形)各個發射區擴散層2上設有數條淺凹3交集,以分割該發射區擴散層2,使其發射區擴散層接觸孔更加變小而提高阻抗與金屬層接觸,又該數條淺凹內設置由二氧化碳、氮化碳、磷碳玻璃所構成阻礙物質,使本發明可縮小半導體晶粒一半體積,因而可大幅降低生產成本;又如圖5中(a)、(b)示,本發明又於具不同深淺度的發射區擴散層2下方直角處削成弧形邊緣21,以防止電流集中,同時再如圖4-c’、4-b”并於發射區擴散層2淺凹3兩端各設有一阻礙端點5,或於淺凹3交集點設一阻礙端點5,以緩沖或抑制電流集中;采用本發明圓形構造,不僅僅緩和彎折部分電流集中,在漸擴的場合下,更達到發射區分割的作用,即電流被分散,從而抑制熱點的形成,使得安全范圍擴大。
實施例比較采用8塊掩摸板典型雙極功率IC中,形成功率晶體管的發射區擴散層圖形;該8塊掩摸板為隔離、PNP基區、PNP發射區、NPN基區、NPN發射區、電阻、接觸孔、金屬布線;采用如圖一所示典型的多發射極結構該8塊掩摸板為埋層、深磷集電極、隔離、基區、發射區、接觸孔、金屬布線、壓點;該種場合下,晶體管部分晶粒尺寸為1mm×1mm,可得到
1、最大電流。
2、依實施例1同樣制成雙極型功率IC,若采用圖二所示附加電阻圖形時,在同樣允許電流測定下,所測得電流1.2A,即電流增加20%。
3、周實施例1同樣制成的雙極型功率IC中,采用圖4所示本發明的帶附加阻抗發射區圖形,在同樣允許電流測定下獲1.5A電流,比常規采用的附加阻抗場合提高了20%的電流,與常規多發射區圖形相比提高50%,即雙極型功率IC的功率晶體管部的晶粒面積可比常規縮小50%,比采用附加阻抗縮小20%。
4、圖4-c’及4-b”所示抑制流向圖形端點的阻礙端點圖形,特別適用于高耐壓、小電流的雙極型功率IC中晶體管的高壓工作(例如50V),舉例來說,在12V工作電壓下,晶體管部分的晶粒尺寸1mm×1mm時,與常規的1A到1.5A設計相比,在高耐壓設計下,同樣條件,電流值約減少50%,然而采用本實施圖形后,雖無法避免電流的減小,但減值維持在30%左右,也比前種方法獲得了20%的改善。
本發明具體效果1、本發明可比一般半導體晶粒尺寸減少一半左右,經濟效益明顯,因此適用於半導體器件。
2、本發明不僅適用於分立元件,且適用於集成電路IC。
3、可提高發射區擴散層接觸孔阻抗。
4、可緩沖或抑制電流集中。
權利要求
1.一種多發射區擴散層接觸孔圓形構造,其於多邊形(含圓形)的各個發射區擴散層上設有數條淺凹交集,以分割該發射區擴散層,而使其發射區擴散層接觸孔更加變小而提高阻抗與金屬接觸,又該數條淺凹內設置由二氧化碳、氮化碳、磷碳玻璃所構成阻礙物質,使本發明可縮小半導體晶粒一半體積,因而可大幅降低生產成本;
2.依權利要求書第一項所述一種多發射區擴散層接觸孔圓形構造,其可將具有不同深淺的發射區擴散層下方直角處削成弧形邊緣,以防止電流集中。
3.依權利要求書第一項所述一種多發射區擴散層接觸孔圓形構造,其也可於發射區淺凹兩端各設一阻礙端點,或於淺凹交集點設一阻礙端點,以緩沖或抑制電流集中。
全文摘要
本發明為一種多發射區擴散層接觸孔圓形構造,即一種可大大縮小半導體晶粒體積,緩和發射區擴散層彎折邊緣電流集中現象。其主要特征為:在多邊形(含圓形)的各個發射區擴散層上設有數條淺凹交集,用以分割該發射區擴散層,使其發射區擴散層接觸孔變小而提高阻抗與金屬接觸;該數條淺凹內又設置由二氧化碳、氮化碳、磷碳玻璃所構成的阻礙物質,從而達到縮小半導體晶粒體積,大幅降低生產成本的功效。
文檔編號H01L29/40GK1324112SQ00107399
公開日2001年11月28日 申請日期2000年5月15日 優先權日2000年5月15日
發明者陳慶豐 申請人:北京普羅強生半導體有限公司