CH436491A - Halbleitervorrichtung und deren Verwendung als Verstärkerelement - Google Patents

Halbleitervorrichtung und deren Verwendung als Verstärkerelement

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CH436491A
CH436491A CH1275165A CH1275165A CH436491A CH 436491 A CH436491 A CH 436491A CH 1275165 A CH1275165 A CH 1275165A CH 1275165 A CH1275165 A CH 1275165A CH 436491 A CH436491 A CH 436491A
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CH
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zone
metal
emitter
shielding layer
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CH1275165A
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Eduard Wolfrum Guen Maximilian
Johannes Rongen Jacobus
Reinier Van Iersel Al Matthijs
Wilhelmus Moors Petru Albertus
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Philips Nv
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    • H03F1/08Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
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Description


  Halbleitervorrichtung und deren Verwendung als     Verstärkerelement       Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervor  richtung mit einem Halbleiterkörper, der einen Tran  sistor mit einer     Emitter-,    einer Basis- und einer     Kol-          lektorzone    enthält, wobei     die        Emitter-    und die Basis  zone eine geringere Ausdehnung haben als die     Kollek-          torzone    und elektrisch mit für Kontaktzwecke bestimm  ten Metallschichten verbunden sind, die auf einer zwi  schen diesen Metallschichten und dem Halbleiterkörper  befindlichen     Isol!:

  erschicht    liegen und sich bis über die       Kollektorzone    erstrecken, während zwischen einer dieser  Metallschichten und der     Kollektorzone    eine     Abschirm-          schicht    vorhanden ist, die einen freiliegenden Teil für  Kontaktzwecke hat und durch die Isolierschicht von  einer Metallschicht getrennt ist, während zwischen der       Abschirmschicht    und dem     darunterliegenden    Teil des  Halbleiterkörpers eine Sperrschicht vorhanden ist.  



       Halbleitervorrichtungen    der oben     erwähnten    Art sind       Planarhalbleitervorrichtungen,    wie     Planartransistoren     und gesteuerte Gleichrichter. Ein     Planartransistor    ent  hält einen Halbleiterkörper, der mit einer Isolierschicht,  z. B. einer     Siliziumoxydschicht,    überzogen ist, während  örtlich unter der     Oxydschicht    die Basiszone und die       Emitterzone,    z.

   B. durch Diffusion eines     Dotierungs-          stoffes,    angebracht sind, wobei der die Basiszone um  gebende Teil des Halbleiterkörpers als     Kollektorzone     dient.  



  Die Basis- und die     Emitterzone    werden durch     öff-          nungen    in der Isolierschicht hindurch mit elektrischen  Anschlüssen versehen. Die Öffnungen können mit Rück  sicht auf die insbesondere bei     Hochfrequenztransistoren     geringen Abmessungen der Basis- und     Emitterzonen     nur sehr klein sein, so dass ein     Anschlussdraht    praktisch  nicht unmittelbar durch eine Öffnung in der Oxyd  schicht     hindurch    mit der Basis- oder     Emitterzone    ver  bunden werden kann.

   Deshalb sind die leichter mit  einem     Anschlussdraht    zu verbindenden Metallschichten  auf der     Oxydschicht    angebracht. Die Metallschichten  sind mittels vorstehender Teile durch Öffnungen in der         Oxydschicht    hindurch mit der Basis- und der     Emitter-          zone    verbunden.  



  Die mit der     Emitter-    und der Basiszone verbunde  nen Metallschichten zu Kontaktzwecken führen eine  bei manchen Schaltungsanordnungen unerwünschte Stei  gerung der     Emitter-Kollektorkapazität    oder der     Basis-          Kollektorkapazität    herbei. Die     Abschirmschicht,    die mit  tels ihres freiliegenden Teiles für Kontaktzwecke an  ein gewünschtes Potential     gelegt    werden kann, dient  zum Beseitigen der Kapazität zwischen einer Metall  schicht und der     Kollektorzone,    d. h. zum Ersetzen die  ser Kapazität durch eine bei manchen Schaltungen  weniger oder gar nicht schädliche andere Kapazität.  



  Transistoren der erwähnten Art werden vielfach  als     Verstärkerelement    in     Emitterschaltungen    und Basis  schaltungen     verwendet,    d. h. Schaltungen, bei denen  der     Emitter    bzw. die Basis für den Eingangskreis und  den Ausgangskreis gemeinsam ist.

   Bei einer     Emitter-          schaltung    werden die zu verstärkenden Signale der  Basis zugeführt und die verstärkten Signale dem Kollek  tor entnommen.     D!e    mit der     Basiszone        verbundene    Metall  schicht     verursacht    hierbei, wenn keine     Ab@schirmschcht     vorhanden ist,

   eine eine     zusätzliche    und     unerwünschte     Rückkopplung     herbeiführende        Basis-Kollektorkapazität.          Wird    an eine zwischen der mit der Basiszone verbun  denen Metallschicht und der     Kollektorzone    vorhandene       Abschirmschicht    ein geeignetes Potential, z. B. das glei  che Potential, das     @an    den     Emitter    angelegt ist, ange  legt, dann wird die zusätzliche     Basis-Kollektorkapazi-          tät    beseitigt und die mögliche Verstärkung durch den  Transistor erheblich gesteigert.  



  Bei einer Basisschaltung werden die zu verstärken  den Signale dem     Emitter    zugeführt und die verstärkten  Signale dem Kollektor entnommen. Die mit der     Emitter-          zone    verbundene Metallschicht verursacht hierbei, wenn  keine     Abschirmschicht    vorhanden ist, eine eine zu  sätzliche und unerwünschte Rückkopplung herbeifüh  rende     Emitter-Kollektorkapazität.    Wird an eine zwi-           schen    der mit der     Emitterzone    verbundenen Metall  schicht und der     Kollektorzone    vorhandene     Abschirm-          schicht    ein geeignetes Potential, z.

   B. das gleiche Po  tential, das an dem     Emitter    angelegt ist, angelegt, dann  wird die zusätzliche     Emitter-Kollektorkapazität    besei  tigt und die mögliche Verstärkung durch den Transistor  gesteigert.  



  In beiden Fällen wird die beseitigte schädliche Ka  pazität durch eine Kapazität am Eingang und eine  Kapazität am Ausgang des     Verstärkerelementes    ersetzt.  Es stellt sich in der Praxis heraus, dass diese Kapazitä  ten jedoch nicht oder wenigstens in viel geringerem  Masse störend wirken.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine  Halbleitervorrichtung der eingangs beschriebenen Art  zu schaffen, bei der beim Aufnehmen in eine Schaltung,  z. B. die erwähnte     Emitterschaltung    und die Basisschal  tung, ein zusätzlicher Anschluss für die     Abschirmschicht     vermieden werden kann.  



  Gemäss der Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung  der eingangs beschriebenen Art, bei der eine     Abschirm-          schicht    zwischen der einen Metallschicht und der     Kol-          lektorzone    vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass  die andere Metallschicht durch mindestens einen auf der       Isolierschicht    liegenden Metallstreifen mit einem frei  liegenden Teil für Kontaktzwecke der     Abschirmschicht     verbunden ist.

   Infolge dieser auf dem Transistor selbst  angebrachten unmittelbaren Verbindung lässt sich ein  äusserer Anschluss für die     Abschirmschicht    beim Auf  nehmen der     Halbleitervorrichtung    in eine Schaltungs  anordnung vermeiden.  



  Die     .Erfindung    bezieht sich auch auf die Verwendung  der erfindungsgemässen Halbleitervorrichtung als     Ver-          stärkerelement    in einer Schaltung zur Verstärkung elek  trischer Signale. Diese Verwendung zeichnet sich da  durch aus, dass die mit der     Abschirmsch_icht    verbun  dene Metallschicht der Halbleitervorrichtung dem Ein  gangs- und dem Ausgangskreis der Verstärkungsschal  tung gemeinsam angehört, wobei die zu verstärkenden  Signale der     Metallschicht    zuzuführen sind, die von der       Kollektorzone    durch die     Abschirmschicht    getrennt ist,  und die verstärkten Signale dem Kollektor zu entneh  men sind.  



  Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger  Ausführungsbeispiele und der Zeichnung     näher    erläu  tert, in der       Fig.    1 schematisch eine Draufsicht auf eine Aus  führungsform eines Transistors gemäss der Erfindung  zeige, von dem       Fig.    2 schematisch einen längs der Linie     (II-II)     der     Fig.    1 geführten Querschnitt zeigt, und       Fig.    3 schematisch eine Draufsicht auf ein anderes  Ausführungsbeispiel eines Transistors gemäss der Erfin  dung zeige, von dem       Fig.    4     schematisch    einen längs der Linie     (IV-IV)

       der     Fig.    3 geführten Querschnitt zeigt,     während          Fig.    5 und 6 schematisch     Emitterschaltungen    dar  stellen, bei denen der Transistor gemäss den     Fig.    1 und 2  zweckmässig Verwendung finden kann und       Fig.    7 und 8 schematisch Basisschaltungen darstel  len, bei denen der Transistor     gemäss    den     Fig.    3 und 4  zweckmässig Verwendung finden kann.  



  Die     Fig.l    und 2 zeigen     ein        Ausführungsbeispiel     einer Halbleitervorrichtung mit einem Halbleiterkörper  1, der eine Transistorstruktur mit     Emitterzone    2, einer  Basiszone 3 und einer     Kollektorzone    4     enthält,    wobei  die     Emitterzone    2 und die Basiszone 3 eine geringere    Ausdehnung haben als die     Kollektorzone    4.

   Die     Emit-          terzone    2 und die Basiszone 3 sind mit für Kontakt  zwecke bestimmten Metallschichten 5 bzw. 6 verbun  den, die auf einer zwischen den Metallschichten 5 und 6  und dem Halbleiterkörper 1 befindlichen Isolierschicht  7 liegen und sich bis über die     Kollektorzone    4     eratrek-          ken.    Zwischen einer dieser Metallschichten 5 und 6,  und zwar der Metallschicht 6 und der     Kollektorzone    4,  ist eine     Abschirmschicht    8 vorgesehen, die (dadurch,  dass in der Isolierschicht 7 eine Öffnung 9 angebracht  ist) einen freiliegenden Teil 20 für Kontaktzwecke hat  und durch die Isolierschicht 7 von der Metallschicht  6 getrennt ist,

   während zwischen der     Abschirmschicht     8 und dem     darunterliegenden        Teil    des Halbleiterkörpers  1 eine Sperrschicht 10 vorhanden ist.  



  Die andere Metallschicht, nämlich die Metallschicht  5, ist durch einen auf der Isolierschicht 7 liegenden  Metallstreifen 11 mit dem für Kontaktzwecke freilie  genden Teil 20 der     Abschirmschicht    8     verbunden.     



  Der Metallstreifen 11 erstreckt sich, neben der  Basiszone 3 liegend, völlig über die     Kollektorzone    4.  Das vorliegende Ausführungsbeispiel gemäss den       Fig.    1 und 2, bei dem die     Abschirmschicht    8 zwischen  der mit der Basiszone 3 verbundenen Metallschicht 6  und der     Kollektorzone    4 vorgesehen ist, während die mit  der     Emitterzone    2 verbundene Metallschicht 5 durch  den Metallstreifen 11 mit der     Abschirmschicht    8 ver  bunden ist, ist     bestimmt    zur Verwendung als     Verstär-          kerelement    in     Emitterschaltungen.     



  Die     Fig.    5 und 6 zeigen     Emitterschaltungen,    bei  denen der     Emitter    E, der im vorliegende     Falle    mit  einem Punkt konstanten Potentials, z. B. mit Erde,  verbunden ist, gemeinsam ist für den Eingangskreis und  den Ausgangskreis, die deutlichkeitshalber in den Fi  guren nicht gezeichnet sind, jedoch zwischen der     Emit-          ter-    und der Basisklemme bzw. zwischen der     Emitter-          und    der     Kollektorklemme    geschaltet sind. Die zu ver  stärkenden     Signale    werden der Basis B zugeführt und  die verstärkten Signale werden dem Kollektor C ent  nommen.

    



       Fig.5    zeigt den Fall, in dem die     Abschirmschicht     8 (siehe auch die     Fig.    1     und    2) nicht vorhanden ist.  Zwischen der mit der Basiszone 3 verbundenen Metall  schicht 6 und der     Kollektorzone    4 tritt dann die Ka  pazität     cl    auf, die eine Rückkopplung herbeiführt  und infolgedessen die mögliche Verstärkung durch das  Schaltelement beschränkt.  



       Fig.    6 zeigt den Fall, in dem die (mit A bezeichnete)       Abschirmschicht    8 vorgesehen und durch den Metall  streifen 11 mit der mit der     Emitterzone    2 verbun  denen Metallschicht 5 verbunden ist. Die     Abschirm-          schicht    liegt dann gleichfalls an Erde, und die eine  Rückkopplung herbeiführende Kapazität     Cl    ist be  seitigt und durch die Kapazitäten     C2    und     C3    ersetzt,  wobei     C2    zwischen der Basis und Erde und     C3    zwi  schen dem Kollektor und Erde liegt.

   Die Kapazitäten       C_,    und     C3    sind im allgemeinen nicht störend, insbe  sondere nicht im Frequenzbereich, in dem geerdete       Emitterschaltungen    üblicherweise Verwendung finden.  Dieser Frequenzbereich reicht bis zu etwa 500 MHz.  



  Die Halbleitervorrichtung gemäss den     Fig.    1 und 2       lässt    sich wie folgt herstellen.  



  Üblicherweise werden eine Vielzahl von Transi  storstrukturen gleichzeitig in einer Halbleiterscheibe her  gestellt, wonach die Scheibe unterteilt wird, so dass  sich gesonderte Transistoren ergeben. Die Herstellung      wird an Hand einer Transistorstruktur nachstehend  beschrieben.  



  Es wird von einer     n-leitenden        Siliziumscheibe    mit  einer Dicke von etwa 250     ,um    und ein einem spezifi  schen Widerstand von etwa 5<B>2</B> cm ausgegangen. Je  Rechteck von etwa 350 X 350     ,um    wird eine Transistor  struktur angebracht.  



  Auf eine in der Halbleitertechnik übliche Weise  wird der Halbleiterkörper 1 mit einer isolierenden     Si          liziumoxydschicht    7 überzogen, z. B. durch Oxydation  in feuchtem Sauerstoff, wonach in der etwa 0.5     ,um     dicken     Oxydschicht    7 eine Öffnung 12 angebracht wird.  



  Öffnungen in einer     Oxydschicht    können hierbei auf  eine in der Halbleitertechnik übliche Weise mit Hilfe  eines photohärtenden Lackes     ( photoresist )    und eines  Ätzmittels angebracht werden.  



  Der kreisförmige Teil der Öffnung 12 hat einen  Durchmesser von etwa 8'5     ,um.     



  In der Öffnung 12 wird     Boroxyd        (Bz0;#)    dadurch  angebracht, dass eine     Boroxydmenge    zusammen mit  dem Halbleiterkörper 1 in einem Ofen     während    einer  Zeit von etwa 20     Minuten    unter Überleiten trockenen  Stickstoffes auf einer Temperatur von etwa 900  C  gehalten wird. Der Halbleiterkörper wird dann während  etwa 20 Minuten unter Überleiten von bei 25  C mit  Wasserdampf gesättigtem Stickstoff und danach wäh  rend etwa 40 Minuten unter Überleiten von bei 80  C  mit Wasserdampf gesättigtem Sauerstoff auf etwa  1200  C erhitzt.  



  Durch Diffusion von Bor ist die     p-.leitende    Ober  flächenzone 8 erhalten,     während        durch,        Oxydavion    die  Öffnung 12 in der     Oxydschicht    7 wieder geschlossen ist.  



  Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die       Abschirmschicht    aus der Oberflächenzone 8 des Halb  leiterkörpers 1, während die Sperrschicht vom     pn-          1Jbergang    10 gebildet wird.  



  Dann wird die Öffnung 13 mit Abmessungen von  etwa 50 X 60     ,um    in der     Oxydschicht    7 angebracht.  Danach wird auf die gleiche Weise, auf die auch die  Zone 8 erhalten ist, die     p-leitende    Basiszone 3 ange  bracht, und die Öffnung 13 in der     Oxydschicht    7 wird  wieder durch Oxydation geschlossen. Die Basiszone<B>'-</B>  hat eine Dicke von etwa 3,5     ,um.    Die Zone 8 hat in  diesem Falle eine Dicke von etwa     4,um.     



  Die Öffnungen 14 mit Abmessungen von etwa  5     ;;    35     ,um    werden nunmehr in der     Oxydschicht    7 an  gebracht, um die     n-leitenden        Emitterteilzonen    2 anbrin  gen zu können. Die     Emitterteilzonen    2 werden durch  Diffusion von     Phosrfhor    erhalten, zu welchem Zweck  der Halbleiterkörper etwa 15 Minuten lang auf etwa  1100  C erhitzt wird,     während    in der     Nähe    des Halb  leiterkörpers 1 eine     P@05-Menge    auf etwa 250 C ge  halten wird.

   Hierbei ergeben sich durch Diffusion von  Phosphor die     n-leitenden        Emitterteilzonen    2 mit einer  Dicke von etwa 1 bis     2,um.     



  Die Öffnungen 15 mit Abmessungen von etwa  5 X 35     ,lim    werden dann zum Bilden von Kontakten  mit der Basiszone 3 angebracht, wobei die Öffnungen  14     gleichzeitig    gereinigt werden. Ferner wird die     öff-          nung    9 mit Abmessungen von etwa 10 X<I>20</I>     ,um    in der       Oxydschicht    7 angebracht, wodurch sich der freilie  gende Teil 20 für Kontaktzwecke der     Abschirmschicht     8 ergibt.  



  Danach wird durch Aufdampfen von Aluminium  auf die     Oxydschicht    7 eine etwa 4000 A dicke Alu  miniumschicht aufgebracht. Mittels eines photohärten  den Lackes     ( photoresist )    und eines Ätzmittels wird    die Aluminiumschicht teilweise entfernt, wobei sich die  Metallschichten 5 und 6, die mit ihren praktisch paralle  len bandförmigen vorstehenden Teilen 16 und 17 bis  in die Öffnungen 14 und 16 reichen, zusammen mit dem  Metallstreifen 11, der eine Breite von etwa 15     ,um     hat, ergeben. Durch Erhitzen auf etwa 500  C kann das  Aluminium in den Öffnungen 9, 14, und 15 mit dem  Halbleiterkörper 1 legiert werden.  



       EmItter-    und     Basiis.anschlusslleriter        können    auf     eine    in  der Halbleitertechnik übliche Weise mit den Metall  schichten 5 bzw. 6 verbunden werden. Der Halbleiter  körper kann ferner auf eine in der Halbleitertechnik  übliche Weise mit der     Kollektorzone    4 auf einen Me  tallträger aufgelötet werden, der als     Kollektoranschluss-          leiter    dienen kann. Das Ganze kann weiter auf eine  übliche Weise in einem Gehäuse montiert werden.  



  Es stellt sich heraus, dass der erhaltene Transistor  nach den     Fig.    1 und 2 in einer     Emitterschaltung    nach       Fig.    6 eine eine Rückkopplung herbeiführende Kapa  zität von etwa 0,15     pF    hat. Wird der gleiche Tran  sistor ohne die     Abschirmschicht    8 hergestellt, so wird  in einer     Emitterschaltung        (Fig.    5) diese Kapazität um  die Kapazität zwischen der mit der Basiszone 3 ver  bundenen Metallschicht 6 und der     Kollektorzone    4  erhöht.

   Es stellt sich heraus, dass     in.    diesem Falle die  gesamte eine Rückkopplung     herbeiführende    Kapazität  etwa 0,45     pF    ist. Infolge der     Abschirmschicht    wird die  eine Rückkopplung herbeiführende Kapazität somit um  etwa einen     Faktor    3 kleiner, wodurch die mögliche  Verstärkung um etwa einen Faktor 3 grösser wird.

    Die     Abschirmschicht    gibt somit eine erhebliche Ver  besserung, während ferner infolge des Metallstreifens 11  beim Einfügen des Transistors in eine geerdete     Emitter-          schaltung    kein zusätzlicher Anschluss für die     Abschirm-          schicht    8 hergestellt zu werden braucht.  



  Es sei bemerkt, dass der     pn-Übergang        zwischen    der       Abschirmschicht    8 und der     Kollektorzone    4 bei einer  geerdeten     Emitterschaltung    nach     Fig.    6 in der Sperrich  tung vorgespannt ist.  



  Jetzt wird ein Ausführungsbeispiel erläutert, bei  dem sich der     Metallstreifen,    der die unter der einen  Metallschicht liegende     Abschirmschicht    mit der anderen  Metallschicht verbindet, auf einem Teil seiner Länge,  über die mit der anderen Metallschicht verbundene  Zone erstreckt und so mit dieser Zone Kontakt macht.  Ein solches Ausführungsbeispiel zeigen die     Fig.    3 und 4.  



  Entsprechende Teile sind in den     Fig.    3 und 4 und  den     Fig.    1 und 2 mit den gleichen Bezugsziffern be  zeichnet. Diese entsprechenden     Teile    können in den Vor  richtungen nach den     Fig.    3 und 4 und den     Fig.    1 und  2 die gleichen Abmessungen aufweisen, aus gleichen       Materialien    bestehen und auf die gleiche Weise herge  stellt werden.  



  Das Ausführungsbeispiel gemäss den     Fig.    3 und 4  bezieht sich auf     einen    Transistor zur Verwendung in  einer Basisschaltung, und die     Abschirmschicht    28 liegt  denn auch zwischen der mit der     Emitterzone    2 verbun  denen Metallschicht<B>5</B> und der     Kollektorzone,        während     die mit der Basiszone 3 verbundene Metallschicht 6  durch die Metallstreifen 27 mit der     Abschirmschicht     28 verbunden ist.  



  Die Metallschichten 5 und 6     liegen    an     einander     gegenüberliegenden Seiten der Basiszone 3 auf der  Isolierschicht 7. Die     Emitterzone    besteht aus zwei ne  beneinanderliegenden     langgestreckten    und in der Basis  zone 3     angebrachten        Emltterteilzonen    2, die langge-      streckten Öffnungen 14 in der Isolierschicht 7 zum Bil  den von Kontakten entsprechen.

       Zwischen    und neben  diesen     Öffnungen    14 sind in der     Isolierschicht    7     lang-          getreckte        Öffnungen    15 zum Bilden von Kontakten mit  der Basiszone 3 angebracht.     Die        langgestreckten        öff-          nungen    14 und 15     erstrecken    sich in einer  Richtung von einer     Metallschicht    5 (6) zur an  deren Metallschicht 6 (5), während die     Emitterzone    2  und die Basiszone 3 durch praktisch parallele band  förmige vorstehende Teile 16 bzw.

   17 und 27, die bis  in die Öffnungen 14 bzw. 15 reichen, je mit einer  Metallschicht 5 bzw. 6 verbunden sind. Zwischen der  einen Metallschicht, im vorliegenden Falle der mit der       Emitterzone    3 verbundenen Metallschicht 5 und der       Kollektorzone    ist die     Abschirmschicht    28 vorgesehen.  



  Die     Abschirmschicht    28 besteht aus einer Ober  flächenzone des Halbleiterkörpers 1, die eine Sperr  schicht in Form eines     pn-überganges    20 mit dem  unterliegenden Teil des Halbleiterkörpers 1 bildet und  auf die gleiche Weise wie die     Abschirmschicht    8 des  vorhergehenden     Ausführungsbeispieles    erhalten sein  kann.  



  Die andere Metallschicht, im vorliegenden Falle die  mit der Basiszone verbundene Metallschicht 6, ist mit  den den in der Isolierschicht 7 angebrachten     öffnun-          gen    9 entsprechenden freiliegenden Teilen von etwa  5 X 10     ,um    der     Abschirmschicht    28 durch die vorste  henden     Teile    27 der     Metallschicht    6 verbunden, die  sich bis jenseits der diesen vorstehenden Teilen ent  sprechenden Öffnungen 15 in der Isolierschicht 7 er  strecken und durch die Öffnungen 29 hindurch mit  den freiliegenden Teilen der     Abschirmschicht    28 Kon  takt machen.

   Die vorstehenden     Teile    27, die die Me  tallschicht 6 mit der Basiszone 3 verbinden, bilden  somit zugleich die Metallstreifen, die die     Abschirm-          sehicht    28 mit der Metallschicht 6 verbinden.  



  Die Metallstreifen 27 verlaufen praktisch gradlinig  und erstrecken sich auf einem Teil ihrer Länge über  die mit der Metallschicht 6 verbundene Basiszone 3,  um mit dieser Kontakt zu machen.  



  Dadurch, dass die Verbindung zwischen der anderen  Metallschicht und der zugehörigen Zone der Transistor=  Struktur und die Verbindung     zwischen    der anderen Me  tallschicht und der     Abschirmschicht    beide von dem  selben Metallstreifen gebildet werden, kann die Ge  samtlänge dieser Verbindungen viel kürzer sein, als  bei gesonderten Verbindungen der Fall ist, so dass auch  die Gesamtkapazität zwischen diesen Verbindungen und  der     Kollektorzone    viel     kleiner    sein kann.

   Ausserdem  kann hierbei die     Abschirmschicht    etwas kleiner sein,  wodurch die     Kapazität        zwischen    der     Abschirmschicht     und der     Kollektorzone    auch etwas kleiner sein kann.  



  Der Transistor kann als     Verstärkerelement    in einer       Basisschaltung    Verwendung finden, bei der (siehe die       Fig.7    und 8)     die    Basis B, die in vorliegendem     Falle     mit einem Punkt konstanten Potentials, z. B. mit Erde,  verbunden     ist,    gemeinsam ist für den Eingangskreis  und den Ausgangskreis, die deutlichkeitshalber nicht  gezeichnet sind, jedoch     zwischen    der Basis- und     Emit-          terklemme    bzw. zwischen der Basis- und Kollektor  klemme geschaltet sind.

   Die zu verstärkenden Signale  werden dem     Emitter    E zugeführt und die verstärkten  Signale dem Kollektor C entnommen. Ist keine Ab  schirmschicht vorhanden, so tritt zwischen der mit  der     Emitterzone    2 (siehe auch die     Fig.    3 und 4)  verbundenen Metallschicht 5 und der     Kollektorzone     eine Kapazität     C4        (Fig.    7) auf, die eine Rückkopplung    herbeiführt.

   Durch die     Abschirmschicht    28, die über  die Metallstreifen 27 auch mit Erde verbunden ist, wo  bei der     pn-übergang    in der Sperrichtung     vorgespannt     ist, wird die Kapazität     C,        beseitigü    und durch die  Kapazitäten     C5    und     C6,        (Fig.    8) ersetzt. In     Fig.    8  ist die     Abschirmschicht    schematisch dargestellt und mit  A bezeichnet. Die Kapazitäten     C,,    und     G;    liegen zwi  schen dem     Emitter    E bzw. dem Kollektor C und Erde.  



  Basisschaltungen werden üblicherweise verwendet  zum Verstärken von Signalen mit Ultrahochfrequenzen,  z. B.     Frequenzen    von mehr als 500 MHz. Hierbei wirkt  die Kapazität     C5    nicht störend, während die Kapazi  tät     C6    vorzugsweise möglichst klein ist. Die Kapazität       Q    besteht zu einem Teil aus der Kapazität zwischen  der     Kollektorzone    4 und den Verbindungen 17 und  27 der Metallschicht 6 mit der Basiszone 3 und der       Abschirmschicht    28. Es versteht sich leicht dass dieser  Teil der Kapazität     C6    beim Ausführungsbeispiel nach  den     Fig.    3 und 4 infolge der kombinierten Verbindungen  27 klein ist, z.

   B. viel kleiner als im Falle der Verwen  dung einer gesonderten Verbindung von der Art der  Metallstreifen 11 in     Fig.    1, der sich     ganz    über die       Kollektorzone    4 erstreckt. Durch geeignete Bemessung  (die Öffnungen 29 können klein sein) kann ferner die       Abschirmschicht    28 bei einem Ausführungsbeispiel nach  den     Fig.    3 und 4 etwas kleiner sein als die Ab  schirmschicht 8 bei einem Ausführungsbeispiel nach  den     Fig.    1 und 2.  



  Es sei bemerkt, dass sowohl bei der     Emitterschal-          tung    nach     Fig.    6 mit einem Transistor nach den     Fig.    1  und 2     als    auch bei     d!er    Basisschaltung nach     Fig.8     mit einem Transistor nach den     Fig.    3 und 4 die andere  Metallschicht, die mit der     Abschirmschicht    verbunden  ist, gemeinsam ist für den Eingangskreis und den Aus  gangskreis, wobei die zu verstärkenden Signale der  einen Metallschicht zugeführt und die verstärkten Signale  dem Kollektor entnommen werden.  



  Es dürfte einleuchten, dass sich die Erfindung nicht  auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt  und dass für den Fachmann im Rahmen der Erfindung  viele Abänderungen möglich sind. Eine wichtige Mög  lichkeit ist z. B. die     Anbringung    einer     Abschirmschicht     in Form einer Metallschicht, die durch eine Sperr  schicht, die aus einer auf dem Halbleiterkörper ange  brachten Isolierschicht besteht, vom Halbleiterkörper  getrennt ist. Bei den beschriebenen Ausführungsformen  können z. B. statt der Oberflächenzonen 8 und 28 auf  der     Oxydschicht    7 Metallschichten angebracht werden,  die in den     Draufsichten    gemäss den     Fig.    1 und 3 die  gleiche Form und Abmessungen wie die Zonen 8 bzw.

    28 aufweisen. Dann kann auf diesen Metallschichten,  die eine     Abschirmschicht    bilden, eine Isolierschicht an  gebracht werden, die z. B. aus einem      photoresist ,     einem Lack oder aus     Siliziumoxyd    bestehen kann,  wonach auf diese Schicht die Metallschichten 6 bzw.  5 aufgebracht werden.  



  Der Halbleiterkörper kann aus anderen Materialien  als aus Silizium bestehen, z. B. aus Germanium oder  einer     AIIIBv-Verbindung.    Ferner kann im Ausführungs  beispiel nach den     Fig.    3 und 4 die     Abschirmschicht    28  z. B. durch nur einen Metallstreifen 27 mit der Metall  schicht 6 verbunden sein,     während    der andere Metall  streifen 27 ebenso wie der Streifen 17 nur die Metall  schicht 6 mit der Basiszone 6     verbindet.    Auch ist es  möglich, den Streifen 17 zu verlängern und auf die  gleiche Weise wie die Streifen 27 mit der Abschirm-      Schicht 28 durch eine     Öffnung    in der     Oxydschicht    7  hindurch zu verbanden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I Halbleitervorrichtung mit einem Halbleiterkörper, der einen Transistor mit einer Emitter-, einer Basis-, und einer Kollektorzone enthält, wobei die Emitter- zone und die Basiszone eine geringere Ausdehnung haben als die Kollektorzone und elektrisch mit für Kontaktzwecke bestimmten Metallschichten verbunden sind, die auf einer zwischen diesen Metallschichten und dem Halbleiterkörper befindlichen Isolierschicht liegen und sich bis über die Kollektorzone erstrecken, .
    wäh rend zwischen einer dieser Metallschichten und der Kollektorzone eine Abschirmschicht vorhanden ist, die einen freiliegenden Teil für Kontaktzwecke aufweist und durch die Isolierschicht von der einen Metallschicht getrennt ist, während zwischen der Abschirmschicht und dem darunterliegenden Teil des Halbleiterkörpers eine Sperrschicht vorhanden ist, dadurch gekennzeich net,
    dass die andere Metallschicht durch mindestens einen auf der Isolierschicht liegenden Metallstreifen mit einem freiliegenden Teil für Kontaktzwecke der Abschirmschicht verbunden ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Metallstreifen sich auf einem Teil seiner Länge über die mit der anderen Metallschicht verbundene Zone erstreckt und mit dieser Zone Kontakt macht. 2. Halbleitervorrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Metallstreifen praktisch gradlinig verläuft. 3.
    Halbleitervorrichtung nach Unteranspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschichten an einander gegenüberliegenden Seiten der Basiszone auf der Isolierschicht liegen, während die Emitterzone aus einer oder mehreren nebeneinander liegenden langge- streckten und in. der Basiszone angebrachten Emitter- teilzonen besteht, die langgestreckten Öffnungen in der Isolierschicht für Kontaktbildung entsprechen,
    und zwi- sehen und neben diesen Öffnungen langgestreckte öff- nungen in der Isolierschicht zum Bilden von Kontakten mit der Basiszone vorhanden sind, wobei sich die langgestreckten Öffnungen in einer Richtung von der einen zur anderen Metallschicht erstrecken, während die Emitterzone und die Basiszone durch praktisch parallele bandförmige vorstehende Teile der Metall schichten, die bis in die Öffnungen für Kontaktbildung hineinreichen, mit je einer Metallschicht verbunden sind,
    und wobei die zwischen der einen Metallschicht und der Kollektorzone vorhandene Abschirmschicht durch mindestens einen vorstehenden Teil der anderen Me tallschicht, der sich bis jenseits der diesem vorstehenden Teil entsprechenden Öffnung in der Isolierschicht er streckt und mit einem freiliegenden Teil der Abschirm- schicht Kontakt macht, mit der anderen Metallschicht verbunden ist, wodurch dieser vorstehende Teil zu gleich eine die Abschirmschicht mit der anderen Metall schicht verbindenden Metallschicht bildet. 4.
    Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht eine Metallschicht ist, während die Sperrschicht aus einer auf dem Halbleiterkörper angebrachten Isolierschicht, z. B. einer Siliziumoxydschicht, besteht. 5.
    Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht aus einer Oberflächenzone des Halbleiterkörpers besteht, während die Sperrschicht vom pn-Übergang gebildet wird, den die Oberflächenzone urfit dem unterliegenden Teil des Halbleiterkörpers bildet.
    PATENTANSPRUCH II Verwendung der Halbleitervorrichtung nach Patent anspruch 1 als Verstärkerelement in einer Schaltung zur Versitärkung elektrischer Signale, dadurch gekennzeich net, dass die mit der Abschirmschicht verbundene Me tallschicht der Halbleitervorrichtung dem Eingangs- und dem Ausgangskreis der Verstärkungsschaltung gemein sam angehört, wobei die zu verstärkenden Signale der Metallschicht zuzuführen sind, die von der Kollektor zone durch die Abschirmschicht getrennt ist, und die verstärkten Signale dem Kollektor zu entnehmen sind.
CH1275165A 1964-05-15 1965-09-14 Halbleitervorrichtung und deren Verwendung als Verstärkerelement CH436491A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5053850A (en) * 1988-03-14 1991-10-01 Motorola, Inc. Bonding pad for semiconductor devices

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US5053850A (en) * 1988-03-14 1991-10-01 Motorola, Inc. Bonding pad for semiconductor devices

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NO119910B (de) 1970-07-27
DK117162B (da) 1970-03-23
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GB1146600A (en) 1969-03-26

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