DE1439249A1 - Flaechentransistor - Google Patents
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Description
-&MI1968
SIEJIENS AKTIEFGESEILSCHAFT München 2,
YTittol3bach2rpls.tz
PA 63/2442
U39249
P18chentrani3istor
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein<sn ITlächontran-/
nistor, insiaesondere für hohe Frequenzen von Mesa- oder Planartyp
mit vier Schichten unterschiedlicher I-iitfLihigkcit und unterachiedlichon
leitungstyxjs, "bei dem die Kollektor^onp aus zwei,
schichten gleichen Lcitungst^rps "besteht und die der Basiszone
benachbarte zweite Kollektors chi oh t oine w^orr'-lieli geringer«
Unterlagen (Art. 7 g I Ads.2 Nr. l Sau 3 des Änderung*»»· v. 4.9.1<M
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Dotierung als die erate der Basiszone nicht benachbarte
Eollektorschichtund eine Ms zu 10 χ größere Dotierung
als das eingenleitendö Halbleitermaterial hat.
Dsrartige transistoren haben den Vorztig, daß die "bei den üblichen
liesatransistoren bei höheren Stromstärken, auftretenden
störenden Effekte nicht.in Erscheinung treten. Tor allen besitzen derartige Transistoren eine erhöhte thermische Stabilität
bei hohen Stromdichten, da die Stromverstärkung nicht über den
Wert 1 anwachsen kann, wodurch ein Durchschalten des Transistors vermieden wird. Diese Transistoren eignen sich in bssonderem
Maße für die "Verwendung als Hoehfrequenz-Rogeltransistoren.
Versuche haben ergeben, daß eine weitere Verbesserung der Regeleigenschaften, insbesondere der Kreuzmodulationsverhältnisse
möglich ist.
Gemäß vorliegender Erfindung ist dazu bei einem flächentransistor
der eingangs genannten Art vorgesehen, daß dia Dotierungskonzentration in der zweiten Eollektorsch/icht von ä®r ersten
Kollektorschicht zur Basiszone abnimmt.
Dabei ist bei einer Ausführrngsform des Transistors gemäß der
Erfindung vorgesehen, daß die Dotierungskurve in dar hoch-=
BAD ORIGINAL
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ohmigen Zwischenschicht einen von der Basisseite her treppen-,
förmig ansteigenden Verlauf zeigt.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Dotierungskurve in dem der Basis benachbarten Gebiet der hochohmigen Schicht
einen steileren Verlauf aufweist als in dem dem Kollektorgebiet benachbarten Bereich·
Bs ist weiterhin vorgesehen, daß die hochohmige Zwischenschicht
durch Abscheiden aus der Gasphase und epitaktisches Aufwachsen auf einer einkristalliinen unterlage hergestellt ist.
Dabei erfolgt di# Erzeugung des gewünschten Verlaufs der Dotierungalnurre- in der hoohohmigen Schicht entweder durch gesteuerte
Zugabe des Dotierungsmaterial während der epitaktischen Abscheidung der Schicht oder duroh nachträgliches Eindiffundieren
809813/0339
ΡΛ 9/493/602 .
von Dotierungsmaterial in äs Schicht«, . ■ '
Nähere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den an Hand der Figuren
1 bis 3 beschriebenen Ausfübrungsbeispielen hervor»
In Figo 1 ist der Aufbau eines Transistors .gemäß der Erfindung
schematisch dargestellt. Auf einem als Kollektor dienenden Grundplättchen
1 aus hochdotiertem p-leitendem Germanium ist eine epitaktische Schicht 2 aus hochohmigem p-leitendera Germanium
aufgebracht« Me Dicke des Grundplättchens beträgt 100/u oder
mehr, die Dicke der epitaktischen Schicht etwa 30 yUe Der
Leitungstyp der epi'taktischen Schicht unterscheidet sich bei diesar
Ausführungsform nicht von dem des Grundmaterials, Die Dotierungskonzentration dagegen ist bedeutend niedriger; sie beträgt
beispielsweise in der epitaktischen Schicht 3 = 10 gegen—
-IQ
über 1 „ 10. im Grundplättchen, Beispiele··'·=*·;.·£·■£ für einen besonders
günstigen Verlauf der Dotierungskurve in der ohmigen Zwischenschicht sind' in den Figuren 2 und 3 dargestellt«
Auf die hochohmige epitaktische Schicht 2 folgt die zweckraäßigerweise hochdotierte niederohmige Basisschicht 3
von entgegengesetztem Leitungstyp» in vorliegendem Fall also
aus η-leitendem Germanium» Die Dicke der Basisschicht beträgt
ungefähr 195/u<, Auf die Basisschicht .sind die flächenraäßig
kleineren Kontakte für die Basis 4 und den Emitter 5 aufgedampft
Der Emitterübergang 6 ist durch Legieren erzeugte Als Emittermaterial
dient dotiertes p-leitendes Germanium. Der. Über-
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gang 7 vom Basiskontakt zur Basis ist ohmisch,,
Entsprechend dieser pnpp+-Anordnung ist auch eine npnn+-Anordnung
möglich; die Schichtenfolge ist dann umgekehrte
In Pig» 2 ist der Verlauf der Dotierungskurve in der hochohmigen Zwischenschicht dargestellt« Dabei entspricht I dem
Baeisgebiet, II der hochohmigen Zwischenschicht, und III dem
Kollektorgebiet - Auf der Ordinate ist die Dotierungskonzentration am
aufgetragen.
Die Trägerkonzentration steigt von der Basisseite her stufenförmig
bis zu einem Wert an, der der Dotierungskonzentration im Kollektorgebiet entspricht - Durch diesen Dotierungsvorlauf laosen
sich die Regeleigenschaften weitgehend verbessern., Es ist
dabei günstig, die Dotierungskonzentration im Kollektorgebiet und in der epitaktischen Aufwachsschicht aufeinander abzustimmen,
Für eine Reihe von Anwendungszwecken ist es zweckmäßig, den Do- ™
tierungsverlauf in der hochohmigen Zwischenschicht entsprechend der in Fig. 3 dargestellten Kurve einzustellen» Die Bezeichnungen
entsprechend hierbei denen in Pig, 2. Die Trägerkonzentration
steigt in diesem Fall zunächst in/dem der Basis benachbarten Gebie* auf höhere Werte an, sinkt dann etwas ab unü steigt '.
er3t daraufhin zu dem der Dotierungskonzentration im Kollektorgebiet
entsprechenden Wert an„
-6-
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PA 9/493/602 . -6- . . ^ ;.
• Die jeweils erforderliche Dotierungskonzentration in der hochohmigen
Zwischenschicht kann entweder durch gesteuerte Zugabe des Dotierungsmaterial während der epitaktischen Abscheidung
oder durch nachträgliches Eindiffundieren der .Dotierungsstoffe-' in die epitaktische Zwischenschicht erhielt werden.,
Eine weitere Möglichkeit ssur Erzielung optimaler Regeleigenschaften ist bei der folgenden Ausführungsform gegebene Bei dieser
Anordnung entspricht der Leitungstyp der hochohmigen Zwischenschicht dem der Basis. Auf 'ein G-rundplättchen aus hochdotiertem
p-leitendem Material ist eine hochohmige epitaktische Zwischenschicht
aus n-leitendera Material aufgebrachte Die Dotierungskonzentration
beträgt beispielsweise 2 „ 10 bei einer Schichtdicke
von 30 /U0 Das Basisgebiet ist ebenfalls n-dotierte Der'
Sniitterübergang ist wie bei dem vorausgegangenen Ausführungsbeispiel
durch Legieren hergestellt» .Das Emittermaterial ist p-
leitend, hochdotiert und niedrohuiig.
Selbstverständlich ist eine entsprechende Anordnung mit umgekehrter
o'chichtenfolge möglich.
Ein wesentlicher Vorzug der zuletzt beschriebenen Anordnung ist
dadurch gegeben, daß durch diese Ausführung eine Basisdickenmodifikation
sowohl durch Spannungsänderungen am Kollektor (Early-Effeiet)
als auch durch Stromdichteeffekte, die auch im Hauptpatent beschrieben sind, möglich·' wird..' ·
7 Patentansprüche . 7 ·
3 Figuren ' ' '
.80981,3/0339 BAD
Claims (1)
- Siemens A Haleke Ktinohen, den -4.FEB.19S6Aktiengesellschaft WitteleoatoerplatsS 85 779 VIIXc/21gt 11/02 PA 63/24421· !Flächentransistor» insbesondere für hohe Frequeneen» von Ke ea- oder Planar typ nit vier Schichten unter« schädlicher Leitfähigkeit und unterschiedlichen Leitungetype» hei den die Kollektorsone aue swei Schiohten gleichen Leitungetyp· besteht und die der Baeiesone benaohharte eweite Kollektoreohioht eine wesentlich geringer· Dotierung al« die erste der Baaiesone nicht benachbarte Kollektorachicht und «in· bia su 10 s größere Dotierung al· das eigenleitende Halbleitermaterial hat» dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierungakonientration in der «weiten Kollektor* echicht iron aw ereten Kollektoreohioht cur Baeieione abniaat.2· Pläohentraneietor nach Anepruoh 1« dadurch gekennzeichnet, daß die der Dotierungskonzentration in der hoohohnigen streiten Kollektorechicht enteprechende Kurve einen von der Baeiesone her treppenförmig ansteigende** Verlauf seigt»1 'aue Untrrlrrr" /r· ->"--· ^. ,„.. ., . x• » ' ■ - Λ· ic.· m;ijqt'>. ν 4.809813/0339BAD ORIGINALz 14382493· Flächentransistor naoh Anspruch 1» dadurch gekenns9lohnett doS die dor Dotierungskonzentration entsprechende Kurv· in dem der Basis benachbarten Gebiet der hochohmlgen «weiten JCollektorechicht einen steileren Verlauf aufweist ale in dem der Kollektoraone benachbarten Bereich.4· Flächentransistor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet» daß die hoohohraige »weite Kollektoreohicht duroh Abscheiden aus der Gasphase und epitaktisohes Aufwachsen auf einer einkristallinen Unterlage hergestellt ist·5« Flächentransistor naoh wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dafi der gewünschte Verlauf der der Dotierun&skongentration entsprechenden Kurve in der hoehohaigen cweiten Kollektorsehioht duroh eine gesteuerte Zugabe des PotierungBtaaterials während der epitaktisohen Abssheidung aw Schicht eräugt lab·6· Flächentransistor nach wenigstens einem der Ansprache I.bie 4» dadurch gekenneeiohnet# daß der gewünschte Verlauf der der Sotierungskonsentration entsprechenden Kurve in der hoohohaigen sweiten Kollektorachicht durch nachträgliches Eindiffundieren von Dotierungematerial in die Schicht erzeugt ist·7· flächentransistor naoh wenigstens einem der Anspruchs 1 bis 6, dadurch gekonnt·lohnet» dafi der Leitunsetyp der hoohohaigen «weiten Kollektorsehioht den der Basistone entspricht·80 9813/0339 BAD
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