CS218801B1 - Integrated disposition with the transistor with schottky collector and method of making the same - Google Patents
Integrated disposition with the transistor with schottky collector and method of making the same Download PDFInfo
- Publication number
- CS218801B1 CS218801B1 CS713929A CS392971A CS218801B1 CS 218801 B1 CS218801 B1 CS 218801B1 CS 713929 A CS713929 A CS 713929A CS 392971 A CS392971 A CS 392971A CS 218801 B1 CS218801 B1 CS 218801B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- base
- collector
- emitter
- ditches
- semiconductor layer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H10W72/30—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/60—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of BJTs
- H10D84/67—Complementary BJTs
- H10D84/673—Vertical complementary BJTs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- H10W10/031—
-
- H10W10/30—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01013—Aluminum [Al]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01015—Phosphorus [P]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01052—Tellurium [Te]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01058—Cerium [Ce]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/06—Polymers
- H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
- H01L2924/07802—Adhesive characteristics other than chemical not being an ohmic electrical conductor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1203—Rectifying Diode
- H01L2924/12032—Schottky diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
-
- H10W72/073—
-
- H10W72/07337—
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
Vynález se týká integrovaného uspořádání s tranzistorem so Schottkyho kolektorem, které je určeno zvláště pro číslicové obvody s velkou spínací rychlostí a způsobu jeho výroby.The invention relates to an integrated arrangement with a transistor with a Schottky collector, which is intended in particular for high-speed digital circuits and a method for its manufacture.
Dosud jsou známy stavební formy bipolárních tranzistorů s bariérou kov-polovodič-Schottkyho efekt, nebo s heteropřechody — PN na místě přechodu PN mezi kolektorem a bází. Tyto stavební prvky se vyznačují vysokými spínacími rychlostmi, protože v režimu nasycení je sníženo ukládání náboje v kolektorové oblasti a zpětné vstřikování z kolektorové oblasti do oblasti báze. U jednoho takto· navrženého uspořádání byla epitaxiální vrstva uložena na jednom velkoplochém, jako emitor fungujícím polovodičovém tělese, a na této vrstvě byl proveden hradící styk polovodič-kov.So far, constructional forms of bipolar transistors with a metal-semiconductor-Schottky effect barrier or with heterotransitions - PN at the PN junction point between the collector and the base are known. These components are characterized by high switching speeds, since in the saturation mode the charge storage in the collector region and the back injection from the collector region into the base region are reduced. In one such arrangement, the epitaxial layer was deposited on one large-area emitter-functioning semiconductor body, and on this layer a semiconductor-metal barrier was provided.
Toto uspořádání se vyznačuje velkou parazitní kapacitou mezi emitorem a bází.This arrangement is characterized by a large parasitic capacity between the emitter and the base.
Při dalším vývoji tohoto uspořádání byla emitorová plocha na přechodu mezi bází a emitorem ohraničena kysličníkovými vrstvami a polykrystalickou oblastí polovodiče. Přitom lze očekávat poruchy přechodů mezi emitorem -s bází, způsobené vlivem okrajové oblasti epitaxiální vrstvy.In a further development of this arrangement, the emitter surface at the transition between the base and emitter was delimited by the oxide layers and the polycrystalline region of the semiconductor. In this case, disturbances of the base-emitter transitions caused by the edge region of the epitaxial layer can be expected.
Obě tato uspořádání se nehodí pro integrované polovodičové součásti.Both of these arrangements are not suitable for integrated semiconductor components.
V integrovaných tranzistorových obvodech se až dosud objevovaly Schottkyho diody, které byly rovněž použity jako spojovací dioda pró přechod mezi kolektorem a bází tranzistoru. Tímto způsobem se dále sníží přebuzení tranzistoru. Tato uspořádání se však opět vyznačují velkými kapacitami mezi bází a kolektorem a velkou spotřebou místa. Také bylo zkoumáno uspořádání tranzistorů se Schottkyho kolektorem pomocí bočních tranzistorů. Tím však bylo dosaženo pouze malých zesílení.Up to now, Schottky diodes have appeared in integrated transistor circuits, which have also been used as a coupling diode for the collector-base transistor transition. In this way, the overload of the transistor is further reduced. However, these arrangements are again characterized by large capacities between base and collector and large space consumption. The arrangement of transistors with Schottky collector by means of side transistors was also investigated. However, only small gains were achieved.
Na druhé straně byly vyvinuty způsoby pro výrobu integrovaných bipolárních tranzistorových obvodů, u kterých by bylo možno dále zkoumat možnosti jejich použití pro výrobu tranzistoru se Schottkyho kolektorem. U těchto způsobů se vytvoří rozsahy jednotlivých stavebních prvků difúzní a epitaxiální technikou uvnitř monokrystalického polovodičového tělíska a na jeho horní straně se upraví kovové kontakty. Toto polovodičové tělísko je po spojení s nosným prvkem vystaveno volnému legování spodních rozsahů stavebních prvků a tyto stavební prvky jsou na této spodní straně opatřeny kontakty.On the other hand, methods have been developed for the production of integrated bipolar transistor circuits which could be further explored for their use in the manufacture of a transistor with a Schottky collector. In these methods, the ranges of the individual building blocks are created by diffusion and epitaxial techniques within the single crystal semiconductor body and metal contacts are provided on the top side thereof. This semiconductor element, when connected to the support element, is exposed to free alloying of the lower ranges of the building elements and these building elements are provided with contacts on this underside.
Cílem vynálezu je vytvořit tranzistorové uspořádání se Schottkyho kolektorem, vhodné pro realizaci velmi rychlých číslicových obvodů a vyvolit je jednoduše v jedné nebo více rovinách.The object of the invention is to provide a transistor arrangement with a Schottky collector suitable for realizing very fast digital circuits and to select them in one or more planes.
Účelem vynálezu je dále, aby toto uspořádání mělo krátké spínací doby a vysoké proudové zesílení.It is further an object of the invention to have short switching times and high current gains.
Dále je žádoucí, vytvořit jednoduchý způsob výroby, který by zaručoval výrobu těchto obvodů podle vynálezu v těsné blízkosti s odpory o diodami.Furthermore, it is desirable to provide a simple manufacturing process which guarantees the production of these circuits according to the invention in close proximity to the diode resistors.
Uvedeného účelu je podle vynálezu dosaženo v podstatě tím, že v tenké monokrystalické polovodičové vrstvě, zakryté po obou stranách částečně izolační vrstvou, jsou oblasti báze obklopeny prstencovými dotačními příkopy dotačního typu emitoru, a v těchto oblastech báze se nacházejí na jedné straně opačně dotované oblasti emitoru a na druhé straně na polovodičové vrstvě v okénkách izolační vrstvy oblasti kolektoru z elektricky vodivého materiálu, odlišného od výchozího polovodiče, které zakrývají oblasti báze úplně a prstencové dotační příkopy částečně a vytvářejí k oblastem báze hradicí a k dotačním příkopům ohmické přechody, přičemž na emitorové straně polovodičové vrstvy mají oblasti emitoru, oblasti báze a dotační příkopy ohmické kontakty.This object is achieved essentially by the fact that in a thin monocrystalline semiconductor layer, partially covered by an insulating layer on both sides, the base regions are surrounded by annular doping dampers of the emitting type of emitter, and in these base regions the oppositely doped emitting regions and on the other hand, on the semiconductor layer in the insulating layer windows of the collector area of an electrically conductive material, different from the starting semiconductor, which cover the base areas completely and the annular ditches partially and form ohmic transitions to the base areas and ditches, the layers have emitter regions, base regions, and ditch tracts with ohmic contacts.
Podle dalšího vynálezu je kolektor z kovového materiálu.According to another invention, the collector is a metal material.
U jiného výhodného provedení integrovaného uspořádání podle vynálezu je kolektor z monokrystalického materiálu.In another preferred embodiment of the integrated arrangement according to the invention, the collector is of single crystal material.
Konečně se integrované uspořádání vyznačuje tím, že kolektor je z elektricky vodivého materiálu, propustného pro světlo.Finally, the integrated arrangement is characterized in that the collector is made of an electrically conductive light-transmissive material.
Způsob výroby integrovaného uspořádání spočívá v tom, že se do polovodičové vrstvy dotačního typu báze vdifundují vysoce dotované oblasti emitoru a současně kolem nich dolní dotační příkopy, na polovodičové vrstvě se vytvoří tenká epitaxní polovodičová vrstva dotačního typu báze a na ní pasivní izolační vrstva, načež se do epitaxní polovodičové vrstvy nad dolní dotační příkopy vdifundují horní dotační příkopy dotačního typu emitoru, jež se vzájemně spojí a vytvoří boční ohraničení oblasti báze, a po otevření okének v pasivační izolační vrstvě se v nich vytvoří oblasti kolektoru nanesením elektricky vodivé, od základního polovodičového materiálu odlišné vrstvy, které překryjí úplně oblasti báze a částečně dotační příkopy a vytvoří hradicí přechody k oblastem báze a ohmické přechody k dotačním příkopům.The method of manufacturing an integrated arrangement is to diffuse into the semiconductor layer of the doped base-type base a highly doped region of the emitter and at the same time around the lower dope ditches, to form a thin epitaxial semiconductor layer of the doped base type and passive insulating layer. into the epitaxial semiconductor layer above the lower doping ditches, the doping emitter-type upper doping ditches interconnect to form a side boundary of the base region, and after opening the windows in the passivation insulating layer, collector regions are formed therein by electrically conducting layers which completely cover the base regions and partially the subsidy ditches and form barrier transitions to the base regions and ohmic transitions to the subsidy ditches.
Způsob podle vynálezu dále spočívá v tom, že se oblasti kolektoru vytvoří nanesením kovové vrstvy.The method according to the invention further comprises forming the collector regions by applying a metal layer.
Podle dalšího znaku způsobu se oblasti kolektoru vytvoří epitaxním růstem monokrystalického jinorodého elektricky vodivého materiálu.According to a further feature of the method, the collector regions are formed by epitaxial growth of a monocrystalline non-electrically conductive material.
Jiný znak způsobu spočívá v tom, že před nanesením oblasti kolektoru se do epitaxní polovodičové vrstvy vyleptá prohlubeň.Another feature of the method is that a depression is etched into the epitaxial semiconductor layer before the collector region is applied.
Dalším znakem způsobu podle vynálezu je skutečnost, že před nebo po difúzi překrytých oblastí emitoru se v místě kontaktu báze provede v polovodičové vrstvě vysoce dotovaná difúze dotačního typu báze.A further feature of the method according to the invention is that before or after the diffusion of the overlapped emitter regions, a highly doped base-type diffusion is carried out in the semiconductor layer at the base contact point.
Podle jiného znaku způsobu podle vynálezu se v epitaixní vrstvě přídavně vytvoří odpory, které jsou izolovány izolační oblastí, která se vytváří emitorovou difúzí a difúzí horního dotačního příkopu současně s dolními a horními dotačními příkopy.According to another feature of the method according to the invention, resistors are additionally formed in the epitaix layer which are insulated by an insulating region which is produced by the emitter diffusion and the diffusion of the upper ditch simultaneously with the lower and upper ditches.
Konečně se způsob podle vynálezu vyznačuje tím, že před nebo po difúzi překryté oblasti emitoru v oblastech odporů difúzí vytvoří vysoce dotované oblasti kontaktů dotačního typu báze.Finally, the method according to the invention is characterized in that, before or after diffusion, the overlapped emitter regions in the diffusion resistance regions form highly doped base-type contact regions.
Způsobem podle vynálezu lze vyrobit integrované uspořádání s tranzistorem se Schottkyho kolektorem dvěma nebo třemi difúzníml operacemi. Přitom lze dosáhnout malých šířek báze s úzkými tolerancemi, protože šířka báze je závislá na tloušťce epitaxiální vrstvy a na vydifundování emitorové oblasti a nikoli na přesnosti mechanického a chemického zpracování výchozího polovodičového polotovaru. Kromě toho lze provést toto integrované uspořádání s tranzistorem se Schottkyho kolektorem ve více rovinách.With the method of the invention, an integrated arrangement with a Schottky collector transistor can be produced by two or three diffusion operations. In this case, small base widths with narrow tolerances can be achieved, since the base width is dependent on the thickness of the epitaxial layer and the diffusion of the emitter region, and not on the precision of the mechanical and chemical processing of the starting semiconductor blank. In addition, this integrated arrangement can be implemented with a transistor having a Schottky collector in multiple planes.
Vynález bude dále podrobněji popsán na příkladu provedení a pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je řez epitaxiálním kotoučem s překrytou emitorovou oblastí a s odporovou oblastí a s oblastí báze, na obr. 2 je řez kotoučem po nanesení kolektorové oblasti a na obr. 3 je řez hotovou strukturou. Na výkrese je kolmý směr vyznačen silně.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in more detail by way of example and with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a cross-sectional view of an epitaxial disk with an emitter region and a resistive region and base region; section of the finished structure. In the drawing, the perpendicular direction is marked strongly.
Podle obr. 1 jsou v monokrystalickém křemíkovém kotouči typu P+ 1 difundovány emitorové oblasti 2 a spolu s nimi spodní rozsah prstencové šachtovlté oblasti 3 k ohraničení později vzniklé oblasti báze 5 a spodní izolační oblast 4 k ohraničení později vzniklého odporu 6. V rozsahu kontaktů 7 pro bázi a odporového kontaktu 8 budou v křemíkovém kotouči 1 vydifundovány oblasti N + . Po nanesení tenké epitaxiální vrstvy 9 typu N bude na této vnstvě vytvořena pomocí tepelné oxidace oxidační vrstva 10.According to FIG. 1, the emitter regions 2 and the lower range of the annular shaft 3 region are diffused in a single crystal P + 1 silicon disc to enclose the later formed base region 5 and the lower insulating region 4 to enclose the later formed resistance 6. In the contact range 7 for base and resistance contact 8, N + regions will be diffused in the silicon disc 1. After the application of a thin N-type epitaxial layer 9, an oxidation layer 10 will be formed on this layer by thermal oxidation.
Tato vrstva 10 slouží jako difuzní maska při následující difúzi horní prstencové šachto vité oblasti 11 typu P+ k ohraničení oblasti báze 5 a horní izolační oblasti 12 odporu 8.This layer 10 serves as a diffusion mask for the subsequent diffusion of the upper annular P + type shaft region 11 to delimit the base region 5 and the upper insulating region 12 of the resistor 8.
Po odleptání průniků 13 v oxidační vrstvě 10 přes oblasti báze 5 prstencové šáchtovací oblasti 3, 11 budou v průnicích 13 odleptány šachty 14 v epitaxiální vrstvě 9 a v těchto šachtách uloženy jinorodé kolektorové oblasti 15, například z hliníku. Nato bude známým způsobem pomocí skleněné vrstvy 16 polovodičový kotouč 1 spojen tepelnou kompresí s nosným prvkem 17, například oxidovaný křemíkový kotouč a broušením a leptáním polovodičového kotouče 1 se odhalí pro volné legování pře218801 kryty na emitorové straně pasivační vrstvouAfter etching of the penetrations 13 in the oxidation layer 10 over the base regions 5 of the annular shaft region 3, 11, the shafts 14 in the epitaxial layer 9 will be etched in the intersections 13 and other collector areas 15, for example aluminum, will be deposited in these shafts. Thereafter, the semiconductor disc 1 will be heat-sealed to a support element 17, for example an oxidized silicon disc, by means of a glass layer 16, and grinding and etching of the semiconductor disc 1 will reveal for free alloying over the emitter side with a passivation layer
18, jejímiž průniky 19 jsou galvanicky spojeny oblasti emitoru 2, báze 5, prstencové šachtovité oblasti 3, a odpor 6’ s kovovou vodivou rovinou 20.18, whose intersections 19 are galvanically connected to the emitter areas 2, the base 5, the annular shaft area 3, and the resistor 6 'to the metallic conductive plane 20.
Tato konečná struktura je uvedena na obr. 3.This final structure is shown in Figure 3.
krytí emitorové oblasti 2, prstencové šachtové oblasti 3, spodní izolační oblasti 4 a kontaktů 7, 8.covering the emitter region 2, the annular shaft region 3, the lower insulating region 4 and the contacts 7, 8.
Při tomto postupu vzniknou izolované emitorové oblasti 2 uvnitř oblasti báze 5 tranzistoru se Schottkyho kolektorem.In this procedure, isolated emitter regions 2 are formed within the base region 5 of the transistor with a Schottky collector.
Volně legované spodní strany budou po-Loose alloy undersides will
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD14782070 | 1970-05-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS218801B1 true CS218801B1 (en) | 1983-02-25 |
Family
ID=5482557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS713929A CS218801B1 (en) | 1970-05-29 | 1971-05-28 | Integrated disposition with the transistor with schottky collector and method of making the same |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS218801B1 (en) |
| DE (1) | DE2123202A1 (en) |
| FR (1) | FR2090381B1 (en) |
-
1971
- 1971-05-11 DE DE19712123202 patent/DE2123202A1/en active Pending
- 1971-05-28 CS CS713929A patent/CS218801B1/en unknown
- 1971-05-28 FR FR7119592A patent/FR2090381B1/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2123202A1 (en) | 1971-12-09 |
| FR2090381B1 (en) | 1973-10-19 |
| FR2090381A1 (en) | 1972-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3064167A (en) | Semiconductor device | |
| US4047217A (en) | High-gain, high-voltage transistor for linear integrated circuits | |
| US3648125A (en) | Method of fabricating integrated circuits with oxidized isolation and the resulting structure | |
| JPS589366A (en) | transistor | |
| EP0232510B1 (en) | Semiconductor device having a plane junction with autopassivating termination | |
| US3722079A (en) | Process for forming buried layers to reduce collector resistance in top contact transistors | |
| US4843448A (en) | Thin-film integrated injection logic | |
| US3591430A (en) | Method for fabricating bipolar planar transistor having reduced minority carrier fringing | |
| US3506893A (en) | Integrated circuits with surface barrier diodes | |
| US4536784A (en) | Semiconductor device having a junction capacitance, an integrated injection logic circuit and a transistor in a semiconductor body | |
| US4539742A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| US3445734A (en) | Single diffused surface transistor and method of making same | |
| US4323913A (en) | Integrated semiconductor circuit arrangement | |
| GB1154891A (en) | Semiconductor Devices and Methods of Manufacture | |
| US4404738A (en) | Method of fabricating an I2 L element and a linear transistor on one chip | |
| US3945857A (en) | Method for fabricating double-diffused, lateral transistors | |
| US3338758A (en) | Surface gradient protected high breakdown junctions | |
| US4061510A (en) | Producing glass passivated gold diffused rectifier pellets | |
| GB1310412A (en) | Semiconductor devices | |
| US4035907A (en) | Integrated circuit having guard ring Schottky barrier diode and method | |
| US4079408A (en) | Semiconductor structure with annular collector/subcollector region | |
| US3780426A (en) | Method of forming a semiconductor circuit element in an isolated epitaxial layer | |
| US3510736A (en) | Integrated circuit planar transistor | |
| JPH025564A (en) | Multi-collector vertical PNP transistor | |
| US3614560A (en) | Improved surface barrier transistor |