CH439500A - Power transistor - Google Patents

Power transistor

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CH439500A
CH439500A CH1137965A CH1137965A CH439500A CH 439500 A CH439500 A CH 439500A CH 1137965 A CH1137965 A CH 1137965A CH 1137965 A CH1137965 A CH 1137965A CH 439500 A CH439500 A CH 439500A
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CH
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emitter
layer
base
transistor according
collector
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Application number
CH1137965A
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German (de)
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Carl Steffe Will
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Fairchild Camera Instr Co
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Description

  

  Leistungstransistor    Diese Erfindung betrifft einen Leistungstransistor  mit einem     Halbleiter-Grundkörper    und     einem    Kollek  tor eines ersten     Leitfähigkeitstyps,    einer am Kollektor  angrenzenden Basis entgegengesetzten     Leitfähigkeits-          typs    und einem an der Basis angrenzenden     Emitter     gleichen     Leitfähigkeitstyps    wie der Kollektor.  



  Aufgabe der Erfindung ist, thermische Schäden in  Transistoren zu     vermeiden.     



  Neuere Untersuchungen über die Betriebssicherheit  von Transistoren führten zu dem Ergebnis,     dass    bei  bestimmten kritischen inneren Temperaturen Mängel  oder Defekte (z. B. solche, die sich auf Grund von che  mischen Verunreinigungen ergeben) in Transistorkör  pern und     Unstabilitäten    in den die Wärme erzeugenden  und Verluste bewirkenden Teilen zu örtlichen Erhit  zungen führen.

   In Bauelementen, in denen hohe Lei  stungsdichten auftreten sollen, führen diese örtlichen  Erhitzungen, die auch als     Heissstellenbildung    bezeich  net werden, zu steigenden Strömen und Temperaturen  in einem- kleinen     Emittergebiet    oder     Emitter-Basis-          Ü'bergangsgebiet.    Wenn die Temperatur der Heissstelle  zu hoch wird, treten Störungen in dem Bauelement  auf. Physikalisch kann diese Störung als     Emitter-Kol-          lektor-Kurzschluss    auftreten.

   Diese Art von Störungen       wird    auch als     Sekundärdurchbruch    oder     als        Heiss-          stellen-Störung    bezeichnet; sie ist beschrieben in dem  Artikel  Thermal     Instabilities        and    Hot Spots     in        Junc-          tion    Transistors  von R.

   M.     Scarlett    u. a. in dem     Buch           Physics    of     Failure    in     Electronics ,    Seiten 194-203,       Spartan        Books        Inc.    (1963). Die     obengenannten    Be  zeichnungen für die erwähnten Störungen, wie sie auch  hier verwendet werden, sind synonym aufzufassen.

    Typische elektrische Voraussetzungen, unter denen       Sekundärdurchbrüche    und die dadurch bedingten  Nachteile im Transistor-Betrieb auftreten, sind be  schrieben in dem Buch  Power Transistor     Handbook      von     Motorola        Inc.,    Seiten 31-35 (1960).  



  Bei einigen bekannten Bauelementen ist versucht  worden, das Problem der Heissstellen dadurch zu  lösen, dass besondere     Emitter-Widerstände    verwendet    wurden. Eine Anordnung dieser Art erfordert eine     ver-          hältnismässig    grosse Zahl von Widerständen mit hohen  Widerstandswerten, .die mit den Erfordernissen der       Basis-Emitter-Spannung    und des Sättigungswiderstan  des des Bauelementes entsprechend abgestimmt     sein     müssen. Im günstigsten Fall sind     bekannte    Anordnun  gen dieser Art umständlich und     aufwendig,    und sie  bereiten insbesondere bei der Fertigung höherer Stück  zahlen erhebliche Schwierigkeiten.  



  Der erfindungsgemässe Leitungstransistor ermög  licht eine Lösung des Problems der Heissstellen und  kennzeichnet sich durch eine Widerstandsschicht, wel  che über wenigstens einem Teil des     Emitterbereis    aus  gebildet ist und     mit        ihm        in        ohmsahem    Kontakt steht,  um die Ausbildung von Heissstellen zu verhindern.  



  Die Widerstandsschicht bewirkt bei der beschriebe  nen Einrichtung einen niedrigen Gesamtwiderstand  zwischen dem     Emitterkontakt    und dem     Basis-Emitter-          Übergang    und einen höheren effektiven     Seriewider-          stand        zwischen    dem     Emitterkontakt    und     kleinen        Emit-          tergebieten    oder Basis     Emitter-Übergangsgebieten.    Der  geringe Gesamtwiderstand zwischen dem     Emitterkon-          takt    und dem     

  Basis-Emitter-'Gbergang    verhindert ein  unerwünschtes Anwachsen der     Basis-Emitter-Spannung     und des Sättigungswiderstandes. Der     verhältnismässig     hohe Serienwiderstand zwischen dem     Emitterkontakt     und kleinen     Basis-Emitter-Ubergangsgebieten    (z. B.  einer     Heissstelle)    bewirkt, dass die Stromkonzentration  in einem solchen Gebiet wirksam begrenzt wird.

   Diese  Begrenzung des Stromes verhindert     im    wesentlichen  das Auftreten von     Heissstellenstörungen,    ohne dass die  Wirkungsweise des Bauelementes beeinträchtigt wird,  so dass     hohe    Belastungen in     kleinen        Leistungstransistor-          Anordnungen    untergebracht werden     können.     



  Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeich  nung     beispielsweise    näher erläutert.  



       Fig.1    zeigt in vereinfachter Darstellung und  unter Entfernung     bestimmter    Teile eine Draufsicht auf  einen erfindungsgemäss ausgebildeten Transistor.           Fig.    2 zeigt einen Schnitt in Seitenansicht nach der       Linie    2-2 der     Fig.    1.  



  Der     in    den     Fig.    1 und 2 dargestellte Leistungstran  sistor hoher Belastbarkeit weist einen     Grundkörper    10  aus     Einkristall-Halbleitermaterial    (z. B. aus     Silizium)     auf; er hat eine ebene ,obere     Fläche    12.     In    -dem  Grundkörper 10     sind.    benachbarte Gebiete bestimmter       Leitfähigkeitstypen    ausgebildet.

   Ein typisches Ausfüh  rungsbeispiel ist das dargestellte Bauelement, bei dem  in dem Körper der     dargestellten    Halbleiterplatte ein       Kollektorgebiet    14 ausgebildet ist, welches einen ersten       Leitfähigkeitstyp    hat. Dieser erste     Leitfähigkeitstyp    sei  beispielsweise die     n-Leitfähigkeit,    die man entweder  durch gleichmässiges Dotieren des Kristalls beim  Wachstum erhält, oder aber durch nachfolgendes       Dotieren    mit geeigneten     Dotierungsmitteln,    wie bei  spielsweise Arsen, Phosphor und Antimon.     Dotie-          rungsverfahren    dieser Art sind bekannt.  



  Innerhalb des Kollektors 14 ist ein Basisbereich 16       ausgebildet,    welcher gegenüber dem Kollektor 14 den  entgegengesetzten     Leitfähigkeitstyp    hat. Nach fertiger  Ausbildung erstreckt sich die Basis 16 bis zu der Flä  che 12. Wenn der Kollektor die     n-Leitfähigkeit    hat, hat  die Basis 16 die     p-Leitfähigkeit,    und diese wird bei  spielsweise durch     Eindiffundierung    von Bor, Alumi  nium oder     Indium    in den Kollektor 14 erhalten. Wenn  ein     Silizium-Grundkörper    verwendet wird, kann ein  Oxyd auf der Oberfläche des Grundkörpers gebildet  und als Maske benutzt werden.

   Das Oxyd auf dem  Grundkörper 10     wird    zunächst     durch        bekannte        Foto-          verfahren    selektiv     dort    entfernt, wo die Basis ausgebil  det werden soll. Der Grundkörper wird dann in einem  Diffusionsofen untergebracht, in dem das     Dotierungs-          mittel    eingeführt und     anschliessend    die     Diffusion     durchgeführt wird. Diese Verfahrensschritte und ihre       Durchführung    im Einzelnen sind in der Technik be  kannt.

   Beispielsweise werden das Diffusionsverfahren  und die damit zusammenhängenden Verfahrensschritte  von Dr. G. E. Moore     in    dem Buch      Microelectronics ,     herausgegeben von E.     Keonjian,    Seiten 268-281,       McGraw        Hill        Book    Co.,     Inc.    (1963), beschrieben.  



       Im    unmittelbaren     Anschluss    an die Basis 16 und       innerhalb    der Basis ist ein     Emitterbereich    18 ausgebil  det, welcher den gleichen     Leitfähigkeitstyp    wie der  Kollektor 14 hat. Der     Emitter    18 erstreckt sich ebenso  wie die Basis 16 zur Oberfläche 12. Wenn der Grund  körper die     n-Leitfähigkeit    hat, wird der     Emitter    18 in  der oben beschriebenen Art dadurch hergestellt, dass       n-Dotierungen,    z. B. Phosphor, Arsen und Antimon,  durch eine Maske     eindiffundiert    werden.

   Bei Verwen  dung eines     Silizium-Grundkörpers    besteht diese Maske  vorzugsweise aus     Siliziumoxyd,    das während der vor  hergegangenen Diffusion der Basis oder aber     nach    die  sem     Diffusionsschritt    ausgebildet wurde.  



  Wenigstens ein Teil der Oberfläche des Grundkör  pers ist nun durch eine isolierende Schicht 20 ge  schützt, welche bei Verwendung eines     Silizium-Grund-          körpers    aus     Siliziumoxyd    besteht. Diese Isolierschicht  20 kann das gleiche Oxyd sein, das während der oben  beschriebenen Diffusionsschritte zur Maskierung be  nutzt     wurde.    Da     die        Ausbildung    des     Siliziumoxyds        und     von     Isolierschichten    in .dem betreffenden Zweig der       Technik    bekannt sind,     erübrigt    sich eine weitere Be  schreibung.  



       Anschliessend    werden Teile der Isolierschicht  selektiv entfernt, so dass bestimmte Gebiete des Halb  leitermaterials freigelegt werden, an denen ein Basis-         kontakt    24 und eine Widerstandsschicht 2     ohmisch     angebracht werden können.

   Durch fotografische Ver  fahren wird ein rechteckiger Teil der Isolierschicht 20  über dem     Emitter    18 in der Nähe des     Basis-Emitter-          überganges    entfernt, so dass das     Emittergebiet    an der  Oberfläche     freiliegt.    Die Entfernung dieses Teils der  Isolierschicht 20 ermöglicht, dass die Widerstands  schicht 27 in     ohmschen    Kontakt mit der     freiliegenden     Oberfläche des     Emitters    18 in der Nähe des Randes  des     Basis-Emitter-Überganges    an der Oberfläche 12  gebracht wird, während der Rest der Schicht (Bezugs  zeichen 26)

   gegenüber der Oberfläche 12 durch die       Isolierschicht    20 isoliert ist. Der     ohmsche    Kontakt zu  dem freigelegten     Emitter    18 wird erleichtert durch die       Aufbringung    des sehr dünnen     Films    27 aus leitendem  Material, beispielsweise     Aluminium,    auf die freilie  gende     Emitterfläche.    Die Widerstandsschicht 26 kann  aus einem Material mit hohem spezifischen Widerstand  ausgebildet werden, beispielsweise aus Chromnickel,        Cermet     (einer starken Legierung einer hitzebeständi  gen Verbindung, z. B.     Titancarbid,    und einem Metall,  z. B.

   Nickel), Zinnoxyd,     Indiumoxyd,    und Legierungen  des     Aluminium,        Tantal    und Titan. Die Ausbildung die  ser Schicht kann durch     Vakuumauftragung    erfolgen,  durch Plattieren,     Kathodenzerstäubung    oder andere  bekannte Vakuumverfahren und     Verdampfungstechni-          ken,    wie sie beispielsweise in      Thin    Film     Circuit        Tech-          nology         IEEE        Spectrum    Seiten 72-80 (April 1964)  beschrieben sind.

   Als Beispiel sei genannt, dass eine       Chromnickel-Widerstandsschicht    mit einer Stärke von  etwa 50-100 000 A durch Vakuumverdampfung aufge  tragen wird und die Widerstandsschicht 26 bildet.  



  Basisanschluss 22 und     Emitteranschluss    32 werden  durch     ohmsche    Kontakte 24 und 28 mit der Basis 16  bzw. der Widerstandsschicht 26     ohmisch    verbunden.  Der     Kontakt    24 besteht aus     einer        in.    geeigneter Weise  aufgetragenen leitenden Metallschicht mit rechteckiger,  rahmenartiger Form, welche wenigstens auf einem Teil  der Basis 16 angeordnet ist, der nach Entfernung der  Isolierschicht 20 an der Oberfläche 12     freiliegt.    Das  selektive Entfernen der     Oxydschicht    kann durch foto  grafische Verfahren erfolgen.

   In ähnlicher Weise wird  der Kontakt 28 dadurch ausgebildet, dass eine feste,       rechteckig    geformte Schicht aus leitfähigem Material  über oder unter der Widerstandsschicht 26 ausgebildet  wird. Die Kontakte 24 und 28 bestehen aus Metall  hoher Leitfähigkeit, welches einen     ohmschen    Kontakt  mit einem Halbleiter und einer Widerstandsschicht bil  den kann, beispielsweise aus Aluminium.

   Die Kontakte  können durch     Vakuumverdampfung    durch eine Maske  gebildet werden, so dass sie die     erwünschte    Form er  halten, oder dadurch, dass sie auf die gesamte Oberflä  che des Grundkörpers 10 aufgetragen werden, wobei  anschliessend überflüssige Teile in bekannter Weise  durch Ätzung oder andere geeignete Verfahren entfernt  werden, um die gewünschte Ausbildung zu erhalten.  Das letztere Verfahren ist in der     USA-Patentschrift     Nr. 3 108 359     (Gordon    E. Moore N. Noyce) beschrie  ben.

   Nachdem die Kontakte ausgebildet sind,     wird    das  Bauelement im allgemeinen erhitzt, so dass sich eine  Legierung an den     Metall-Silizium-Grenzschichten    er  gibt, und ein guter     ohmscher    Kontakt zwischen dem  Metall und dem Silizium gebildet wird. Basisanschluss  22 und     Emitteranschluss    32 können an den leitfähigen  Schichten 24 bzw. 28 durch bekannte Verbindungs  oder Schweissverfahren angebracht werden, beispiels  weise durch     Ultraschallverbindung,    Thermokompres-           sionsverbindung    oder ähnliche Verfahren, wie sie bei  spielsweise in dem USA-Patent 2<B>981877</B> (Robert  N. Noyce) ausgegeben am 25. April 1961, beschrieben  sind.  



  Bei der Herstellung des Transistors wird     schliess-          lich    ein elektrischer Kontakt am Kollektor 14 ange  bracht, welcher beispielsweise als Metallschicht 34       durch        Plattierung    oder     Vakuumauftragung    hergestellt  sein kann und die gesamte rückwärtige Seite des  Grundkörpers 10 bedeckt.  



  Der wesentlichste Unterschied zwischen dem     erfin-          dungsgemäss    ausgebildeten Transistor und Transistoren  bekannter Art liegt in der zusätzlichen Ausbildung der  Widerstandsschicht 26. Die Widerstandsschicht 26  trägt wenig bei zu dem Gesamtwiderstand zwischen  dem     Emitteranschluss    32 und dem     Basis-Emitter-          Hbergang.    Der Spannungsabfall über dem zusätzlichen  Widerstand liegt     im    allgemeinen in der     Grössenord-          nung    zwischen 0,1 V und 1,0 V. Der Wert des zusätzli  chen Widerstandes ist im wesentlichen eine Funktion  der Schichtstärke, der Breite und der Länge.

   Der  Widerstandsweg zu einem kleinen Gebiet, beispiels  weise einer Heissstelle 36, wird in der Regel einen  Wert haben, der zwischen 1 und 30 Ohm liegt. Dieser       verhältnismässig        hohe        Widerstand    ist der     Tatsache        zu-          zuschreiben,    dass die Breite des     Schichtweges        zu        einer     einzelnen Stelle sehr gering ist, und der     Widerstand    ist  dementsprechend hoch. Der hohe Widerstand begrenzt  den Strom, der an einer Heissstelle konzentriert wer  den kann.

   Dies wiederum stellt eine sehr wirksame  Begrenzung der Möglichkeit dar, dass eine Heissstelle  zu einer dauernden Schadenstelle in dem Transistor  wird, so dass höhere Stromdichten erreicht werden  können, welche ermöglichen, dass die Bauelemente  sehr     ldein    gebaut werden können und hohe Leistungen  aufnehmen. Die Widerstandsschicht arbeitet daher  weitgehend als ein Mittel, um eine gleichmässige Injek  tion durch ein     Emittergebiet    zu erreichen. Eine solche  gleichmässige     Injektion    führt zu einer verbesserten  hohen     Frequenzstabilität    und einem sehr     niedrigen        hfe          (Gleichstromsignal-Stromverstärkungsfaktor).     



  Die obige Beschreibung     eines        Ausführungsbeispiels          ren,    insbesondere auf einen     einfachen    Leistungstran  sistor. Wenn die     Erfindung    auch bei Leistungstransisto  ren von besonderer Bedeutung ist, so ist sie jedoch  auch bei anderen Bauelementen     mit    Vorteil anwend  bar, bei denen Heissstellen, Sekundärdurchbrüche usw.  zum Versagen der Bauelemente führen können. Auch  ist die Erfindung bei komplizierteren Transistorbauar  ten verwendbar, beispielsweise bei dem     iiiterdigitalen     Bauelement, wie es in dem USA-Patent Nr. 3 225 261  (Helmut F.

   Wolf) beschrieben ist, oder bei solchen    Transistorbauarten, wie sie in  Transistor Enginee  ring  von     Alvin    B.     Phillips,        McGraw-Hill,    New York  1962, beschrieben sind.



  Power Transistor This invention relates to a power transistor having a semiconductor body and a collector of a first conductivity type, a base adjacent to the collector of opposite conductivity type and an emitter adjacent to the base of the same conductivity type as the collector.



  The object of the invention is to avoid thermal damage in transistors.



  More recent investigations into the operational safety of transistors have led to the result that at certain critical internal temperatures, defects or defects (e.g. those resulting from chemical impurities) in transistor bodies and instabilities in the heat-generating and losses causing parts lead to local heating.

   In components in which high power densities are to occur, this local heating, which is also referred to as hot spot formation, leads to increasing currents and temperatures in a small emitter area or emitter-base transition area. If the temperature of the hot spot becomes too high, faults occur in the component. Physically, this disturbance can occur as an emitter-collector short circuit.

   This type of fault is also referred to as a secondary breakthrough or a hot spot fault; it is described in the article Thermal Instabilities and Hot Spots in Junction Transistors by R.

   M. Scarlett et al. a. in the book Physics of Failure in Electronics, pp. 194-203, Spartan Books Inc. (1963). The abovementioned terms for the malfunctions mentioned, as they are also used here, are to be understood as synonymous.

    Typical electrical conditions under which secondary breakdowns and the resulting disadvantages occur in transistor operation are described in the book Power Transistor Handbook by Motorola Inc., pages 31-35 (1960).



  In some known components, attempts have been made to solve the problem of hot spots by using special emitter resistors. An arrangement of this type requires a relatively large number of resistors with high resistance values, which must be matched accordingly to the requirements of the base-emitter voltage and the saturation resistance of the component. In the best case, known Anordnun conditions of this type are cumbersome and expensive, and they cause considerable difficulties, especially in the production of higher numbers.



  The inventive line transistor enables a solution to the problem of hot spots and is characterized by a resistance layer which is formed over at least part of the emitter area and is in ohmic contact with it to prevent the formation of hot spots.



  In the device described, the resistance layer brings about a low total resistance between the emitter contact and the base-emitter junction and a higher effective series resistance between the emitter contact and small emitter regions or base-emitter junction regions. The low total resistance between the emitter contact and the

  The base-emitter junction prevents an undesired increase in the base-emitter voltage and the saturation resistance. The relatively high series resistance between the emitter contact and small base-emitter junction areas (e.g. a hot spot) has the effect that the current concentration in such an area is effectively limited.

   This limitation of the current essentially prevents the occurrence of hot spot faults without the functioning of the component being impaired, so that high loads can be accommodated in small power transistor arrangements.



  The invention is explained in more detail below with reference to the drawing voltage, for example.



       1 shows a simplified illustration and with certain parts removed, a plan view of a transistor designed according to the invention. FIG. 2 shows a section in side view along the line 2-2 of FIG. 1.



  The power transistor shown in Figures 1 and 2 high load capacity has a base body 10 made of single crystal semiconductor material (z. B. made of silicon); it has a flat, upper surface 12. In the base body 10 are. adjacent areas of certain conductivity types formed.

   A typical Ausfüh approximately example is the component shown, in which a collector region 14 is formed in the body of the semiconductor plate shown, which has a first conductivity type. This first conductivity type is, for example, the n-conductivity, which is obtained either by uniformly doping the crystal during growth, or by subsequent doping with suitable dopants, such as arsenic, phosphorus and antimony. Doping methods of this type are known.



  A base region 16, which has the opposite conductivity type to that of the collector 14, is formed within the collector 14. After completion of the training, the base 16 extends to the surface 12. If the collector has the n-conductivity, the base 16 has the p-conductivity, and this is for example by diffusion of boron, Alumi nium or indium into the collector 14 received. When a silicon base is used, an oxide can be formed on the surface of the base and used as a mask.

   The oxide on the base body 10 is first selectively removed by known photographic processes where the base is to be formed. The main body is then placed in a diffusion furnace, in which the dopant is introduced and then the diffusion is carried out. These process steps and their implementation in detail are known in the art.

   For example, the diffusion process and the related process steps are carried out by Dr. G. E. Moore in Microelectronics, edited by E. Keonjian, pages 268-281, McGraw Hill Book Co., Inc. (1963).



       Immediately adjacent to the base 16 and within the base, an emitter region 18 is formed which has the same conductivity type as the collector 14. The emitter 18 extends just like the base 16 to the surface 12. If the base body has the n-conductivity, the emitter 18 is produced in the manner described above in that n-doping, e.g. B. phosphorus, arsenic and antimony, are diffused through a mask.

   When using a silicon base body, this mask is preferably made of silicon oxide that was formed during the previous diffusion of the base or after this diffusion step.



  At least part of the surface of the base body is now protected by an insulating layer 20 which, when a silicon base body is used, consists of silicon oxide. This insulating layer 20 can be the same oxide that was used for masking during the diffusion steps described above. Since the formation of silicon oxide and insulating layers are known in the relevant branch of technology, no further description is required.



       Subsequently, parts of the insulating layer are selectively removed so that certain areas of the semiconductor material are exposed, to which a base contact 24 and a resistance layer 2 can be applied ohmically.

   A rectangular part of the insulating layer 20 above the emitter 18 in the vicinity of the base-emitter junction is removed by photographic processes, so that the emitter region is exposed on the surface. The removal of this part of the insulating layer 20 enables the resistance layer 27 to be brought into ohmic contact with the exposed surface of the emitter 18 near the edge of the base-emitter junction on the surface 12, while the remainder of the layer (ref 26)

   is insulated from the surface 12 by the insulating layer 20. The ohmic contact to the exposed emitter 18 is facilitated by the application of the very thin film 27 of conductive material, for example aluminum, on the exposed emitter surface. The resistance layer 26 can be formed from a material with a high specific resistance, for example chromium-nickel, cermet (a strong alloy of a heat-resistant compound, e.g. titanium carbide, and a metal, e.g.

   Nickel), tin oxide, indium oxide, and alloys of aluminum, tantalum and titanium. This layer can be formed by vacuum application, by plating, cathode sputtering or other known vacuum processes and evaporation techniques, as described, for example, in Thin Film Circuit Technology IEEE Spectrum pages 72-80 (April 1964).

   As an example, it should be mentioned that a chromium-nickel resistance layer with a thickness of approximately 50-100,000 A is applied by vacuum evaporation and forms the resistance layer 26.



  Base connection 22 and emitter connection 32 are ohmically connected to base 16 and resistance layer 26 by ohmic contacts 24 and 28. The contact 24 consists of a suitably applied conductive metal layer with a rectangular, frame-like shape, which is arranged at least on a part of the base 16 which is exposed on the surface 12 after the insulating layer 20 has been removed. The selective removal of the oxide layer can be done by photographic processes.

   Similarly, contact 28 is formed by forming a solid, rectangularly shaped layer of conductive material above or below resistive layer 26. The contacts 24 and 28 are made of high conductivity metal, which can form an ohmic contact with a semiconductor and a resistive layer, for example aluminum.

   The contacts can be formed by vacuum evaporation through a mask so that they keep the desired shape, or by applying them to the entire surface of the base body 10, with superfluous parts subsequently being removed in a known manner by etching or other suitable methods in order to receive the desired training. The latter method is described in U.S. Patent No. 3,108,359 (Gordon E. Moore N. Noyce).

   After the contacts have been formed, the component is generally heated so that an alloy is formed at the metal-silicon interfaces and a good ohmic contact is formed between the metal and the silicon. Base connection 22 and emitter connection 32 can be attached to the conductive layers 24 and 28 by known connection or welding methods, for example by ultrasonic connection, thermocompression connection or similar methods, as for example in the USA patent 2 <B> 981877 </ B> (Robert N. Noyce) issued April 25, 1961.



  During the manufacture of the transistor, an electrical contact is finally made on the collector 14, which can be manufactured, for example, as a metal layer 34 by plating or vacuum deposition and covers the entire rear side of the base body 10.



  The most essential difference between the transistor designed according to the invention and transistors of a known type lies in the additional design of the resistance layer 26. The resistance layer makes little contribution to the overall resistance between the emitter connection 32 and the base-emitter junction. The voltage drop across the additional resistor is generally of the order of magnitude between 0.1 V and 1.0 V. The value of the additional resistor is essentially a function of the layer thickness, the width and the length.

   The resistance path to a small area, for example a hot spot 36, will usually have a value between 1 and 30 ohms. This comparatively high resistance is attributable to the fact that the width of the layer path to a single point is very small, and the resistance is correspondingly high. The high resistance limits the current that can be concentrated at a hot spot.

   This in turn represents a very effective limitation of the possibility that a hot spot will become a permanent damage point in the transistor, so that higher current densities can be achieved which enable the components to be built very individually and to consume high powers. The resistive layer therefore works largely as a means to achieve uniform injection through an emitter area. Such a uniform injection leads to an improved high frequency stability and a very low hfe (direct current signal current amplification factor).



  The above description of an exemplary embodiment ren, in particular on a simple power transistor. If the invention is also of particular importance for power transistors, it can also be used with advantage in other components where hot spots, secondary breakouts, etc. can lead to component failure. The invention can also be used in more complicated transistor designs, for example in the case of the iiiterdigital component, as described in US Pat. No. 3,225,261 (Helmut F.

   Wolf), or in the case of transistor designs as described in Transistor Engineering by Alvin B. Phillips, McGraw-Hill, New York 1962.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Leistungstransistor mit einem Halbleiter-Grundkör- per und einem Kollektor eines ersten Leitfähigkeits- typs, einer am Kollektor angrenzenden Basis entgegen gesetzten Leitfähigkeitstyps und einem an der Basis angrenzenden Emitter gleichen Leitfähigkeitstyps wie der Kollektor, gekennzeichnet durch eine Widerstands schicht, welche über wenigstens einem Teil des Emit- terbereichs ausgebildet ist und mit ihm in ohmschem Kontakt steht, PATENT CLAIM Power transistor with a semiconductor base body and a collector of a first conductivity type, an opposite conductivity type to the collector adjoining the base and an emitter adjoining the base of the same conductivity type as the collector, characterized by a resistance layer which over at least one part of the emitter area is formed and is in ohmic contact with it, um die Ausbildung von Heissstellen zu verhindern. UNTERANSPRÜCHE 1. Transistor nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass alle genannten Bereiche sich zu einer gemeinsamen Oberfläche erstrecken, und eine Isolierschicht die Oberfläche bedeckt, ausser einem Teil des Emitterbereichs an der Oberfläche, so dass dieser Teil freiliegt, und dass die Widerstandsschicht sich über die Isolierschicht und über wenigstens einen Teil des freiliegenden Bereiches des Emitters erstreckt. 2. to prevent the formation of hot spots. SUBClaims 1. Transistor according to claim, characterized in that all said areas extend to a common surface, and an insulating layer covers the surface, except for a part of the emitter area on the surface, so that this part is exposed, and that the resistive layer is over the insulating layer and extending over at least a portion of the exposed area of the emitter. 2. Transistor nach Patentanspruch oder Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wider standsschicht sich über wenigstens einen Teil des Emit- terbereiches bis praktisch zum Basis-Emitter-Übergang erstreckt, und dass ein Emitteranschluss an die Wider standsschicht angeschlossen ist. 3. Transistor nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Eitterkontakt mit der Wider standsschicht verbunden ist'.' 4. Transistor according to claim 1, characterized in that the resistance layer extends over at least part of the emitter area practically to the base-emitter junction, and that an emitter connection is connected to the resistance layer. 3. Transistor according to dependent claim 1, characterized in that an Eitterkontakt is connected to the resistance layer '.' 4th Transistor nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Grundkörper aus Silizium be steht und die Isolierschicht ein Oxyd des Silizium ist; welche durch Oxydation des Silizium-Grundkörpers gebildet ist. 5. Transistor nach Unteranspruch 3, gekennzeich net durch eine gegenüber der Widerstandsschicht dünne Schicht leitenden Materials zwischen der Wider standsschicht und dem freiliegenden Teil des Emitter- bereiches, so dass der ohmsche Kontakt zwischen der Widerstandsschicht und dem freiliegenden Teil des Emitterbereiches verbessert ist. 6. Transistor according to dependent claim 3, characterized in that the base body is made of silicon and the insulating layer is an oxide of silicon; which is formed by oxidation of the silicon base body. 5. Transistor according to dependent claim 3, characterized by a thin layer of conductive material between the resistive layer and the exposed part of the emitter area, so that the ohmic contact between the resistive layer and the exposed part of the emitter area is improved. 6th Transistor nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Widerstandsschicht aus Chrom nickel und die dünne Schicht leitenden Materials aus Aluminium besteht. Transistor according to dependent claim 5, characterized in that the resistance layer consists of chromium nickel and the thin layer of conductive material consists of aluminum.
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