DE1489247B1 - Halbleiterbauelement mit einem scheibenfoermigen Halbleiterkoerper - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement Ein anderes ernstes Problem bei den bekannten mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper eines Bauelementen dieser Axt mit pn-Übergängen besteht ersten Leitungstyps, der angrenzend an eine der bei- darin, daß eine Ansammlung von Ladungen in der den Hauptflächen mindestens eine Zone zweiten, ent- Nähe der Oberfläche der Halbleiterscheibe wie eine gegengesetzten Leitungstyps enthält, die von einem 5 Erhöhung der Elektronen- oder Defektelektronennach oben zu dieser Hauptfläche verlaufenden und dichte wirkt, also wie eine Vergrößerung des Dotiedort endenden pn-übergang begrenzt ist, mit einer rungspegels des Halbleiters, was die Sperr-Durchisolierenden Oxydschicht auf dem das Ende des Schlagsspannung des pn-Überganges des Bauelemenpn-Überganges enthaltenden Teil der Hauptfläche des tes herabsetzt.

Halbleiterkörpers, einer auf der Oxydschicht ange- io Alle diese unerwünschten Effekte setzen die

ordneten und den ganzen in der Hauptfläche liegen- Lebensdauer des Bauelementes, seine Fähigkeit,

den Teil des pn-Überganges in nahem Abstand über- hohen Sperrspannungen standzuhalten, und die

deckenden Metallelektrode und einer direkt auf der Gleichförmigkeit der elektrischen Eigenschaften

das Ende des pn-Übergangs enthaltenden Haupt- herab.

fläche des Haltleiterkörpers angeordneten metalli- 15 Aus der französischen Patentschrift 1 316 061 ist

sehen Kontaktelektrode. ein Bauelement der eingangs genannten Art bekannt,

Es sind Halbleiterbauelemente mit einer kristalli- nämlich ein Transistor mit einer Halbleiterscheibe, nen Halbleiterscheibe bekannt, deren Oberfläche min- unter deren oberen Hauptfläche sich zwei n-leitende destens teilweise eine Schicht aus einem elektrisch Zonen befinden, die eine p-leitende Zone einschlieisolierenden Material trägt. Die isolierende Schicht 20 ßen. Die pn-Übergänge zwischen den drei Zonen liekann aus einem dielektrischen Material, z. B. Silicium- gen größtenteils parallel zur Oberfläche, verlaufen monoxyd, Siliciumdioxyd, Magnesiumfluorid oder aber an der Peripherie nach oben und schneiden die Magnesiumoxyd, bestehen, sie kann durch Aufdamp- Hauptfläche etwa rechtwinklig. Eine dünne Oxydfen, durch Behandlung der Scheibe in einem oxydie- schicht bedeckt Teile der Scheibe und insbesondere renden Bad, durch anodische Oxydation, durch ther- 25 die Bereiche, wo die Übergänge die Scheibenobermische Zersetzung einer Siloxanverbindung sowie, fläche schneiden. Im Bereich der beiden mittleren wenn die Scheibe aus Silicium besteht, durch Er- Zonen befinden sich Ausnehmungen in der Oxydhitzen der Scheibe in einer oxydierenden Atmosphäre, schicht, in welchen auf diese Zonen Kontaktelekdie Wasserdampf enthält, hergestellt werden. troden aufgebracht sind. Zwischen diesen beiden

Die isolierende Schicht wird normalerweise auf 30 Kontaktelektroden befindet sich über dem einen

diejenigen Teile der Scheibenoberfläche aufgebracht, pn-übergang auf der Oxydschicht eine zusätzliche

die einen gleichrichtenden Übergang, z.B. einen Elektrode, an die eine Spannungsquelle angeschlossen

pn-übergang, schneiden. Die an der Oberfläche einer werden soll. Die oben geschilderten Probleme der

Halbleiterscheibe freiliegenden Ränder von Sperr- bekannten Bauelemente werden durch diese zusätz-

schichten und gleichrichtenden Übergängen sind ge- 35 liehe Elektrode nicht behoben,

gen die Einflüsse von Feuchtigkeit, Temperatur, Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese

atmosphärischen Verunreinigungen und elektrischen Probleme zu überwinden und ein Bauelement an-

Oberflächenfeldern empfindlich, und die Isolier- zugeben, das den bekannten Bauelementen hinsicht-

schicht soll daher die Sperrschichten gegen diese un- Hch der Lebensdauer, der Sperrspannung und/oder

erwünschten Einflüsse abdichten und schützen. 40 der Gleichförmigkeit der elektrischen Eigenschaften

Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich während des überlegen ist.

Betriebes solcher Einrichtungen Streuionen vom In- Erfindungsgemäß ist bei einem Halbleiterbauneren der dielektrischen Schicht und von ihrer Ober- element der eingangs genannten Art die auf der fläche in der Nähe des Bereiches, wo der pn-Über- Oxydschicht angeordnete und den in der Hauptgang zur Oberfläche durchstößt, sammeln können, 45 fläche liegenden Teil des pn-Übergangs überdeckende wodurch dann eine Änderung des Oberflächen- Metallelektrode durch einen über die Oxydschicht potentials und der Oberflächenrekombinations- reichenden Teil der Kontaktelektrode gebildet,
geschwindigkeit eintreten können. Solche Änderun- Der Fortschritt der Erfindung gegenüber den begen der Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit kannten Bauelementen, wie z. B. einem aus der erkönnen den über den pn-übergang fließenden Sperr- 50 wähnten französischen Patentschrift 1 316 061 besättigungsstrom beeinflussen und ergeben dadurch kannten Transistor, also insbesondere die größere unerwünschte Änderungen der elektrischen Parameter Lebensdauer, höhere Sperrspannung, und geringeren des Bauelementes. Abweichungen der elektrischen Eigenschaften und

Bei manchen Bauelementen dieser Art, bei denen außerdem geringere Rauschkomponenten bei nied-

die an der Oberfläche liegenden Ränder von 55 rigen Signalfrequenzen, beruht vor allem darauf, daß

pn-Übergängen von einer dielektrischen Schicht be- es gelungen ist, den erwähnten »Kanalbildungseffekt«

deckt sind, wurde außerdem festgestellt, daß sich der weitgehend zu vermeiden.

Leitfähigkeitstyp eines dünnen Oberflächenbereiches Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung der Halbleiterscheibe während des Betriebs der Bau- näher erläutert, deren F i g. 1 bis 7 Querschnittselemente ändern kann. Infolgedessen erstreckt sich 60 ansichten verschiedener Ausführungsformen der Erein pn-übergang von der schützenden dielektrischen findung zeigen. In allen Figuren sind für entSchicht zu dem ungeschützten Rand der Halbleiter- sprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet scheibe, wo der Übergang dann Verunreinigungen worden, soweit nicht besonders darauf hingewiesen ausgesetzt ist. Dieser Oberflächenschicht-Inversions- wird.

effekt ist als »Kanalbildung« (channeling) bekannt. 65 Das in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Halbleiter-

Er führt zu einer Vergrößerung des Isolationsstromes bauelement enthält eine Scheibe 10 aus einem kristal-

über den pn-übergang und verschlechtert dadurch linen Halbleitermaterial. Bei diesem und den folgen-

die elektrischen Eigenschaften des Bauelementes. den Beispielen kann das Halbleitermaterial aus SiIi-

cium, Silicium-Germanium-Legierungen, Germa- Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß in der

nium, Galliumarsenid, Indiumphosphid u. dgl. be- oben beschriebenen Weise hergestellte planare Halbstehen. Hier soll angenommen werden, daß die leiterbauelemente mit einer Metallelektrode, die sich Scheibe 10 ein η-leitender Siliciumeinkristall ist. Ab- in direktem Kontakt mit dem Bauelement befindet, messungen und Form der Halbleiterscheibe 10 sind 5 und einer Metallschicht, die sich auf die dielektrische nicht wesentlich. Die Scheibe 10 weist zwei gegen- Schicht auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe derüberliegende Hauptflächen 11,12 auf. Ein Bereich art erstreckt, daß sie den ganzen Oberflächenbereich 13 der Scheibe, der unmittelbar an die eine Haupt- der Sperrschichten in der Scheibe bedeckt, wesentfläche 11 angrenzt, hat den entgegengesetzten Leit- lieh gleichförmigere und stabilere elektrische Eigenfähigkeitstyp wie die Masse der Scheibe 10, er ist io schäften, höhere Sperrspannungen und längere also bei dem vorliegenden Beispiel p-leitend. Zwi- Lebensdauer aufweisen. So ließen sich beispielsweise sehen dem p-Bereich 13 und dem η-leitenden Rest Siliciumdioden gemäß dem beschriebenen Beispiel der Scheibe 10 befindet sich daher eine gleichrich- herstellen, deren mittlere Durchschlagsspannung bei tende Sperrschicht 14 in Form eines pn-Uberganges. Polung der Sperrschicht in Sperrichtung mindestens Die Sperrschicht 14 schneidet die Hauptfläche 11 der 15 30 % größer war als die Sperrspannung vergleich-Scheibe. barer bekannter Einrichtungen. Vermutlich verhin-

Die Umkehrung des Leitfähigkeitstyps des Be- dert die Verlängerung der Metallelektrode 19 über reiches 13 der Scheibe kann durch Abdecken der dem Teil der dielektrischen Schicht 18, der den gan-Scheibenfläche 11 mit einer Maske und anschließen- zen an der Oberfläche des Halbleiterkörpers liegendes Erhitzen der Scheibe in einer Boroxyddämpfe 20 den Rand des Überganges 13 bedeckt, weitgehend die enthaltenden Umgebung erfolgen. Die Abdeckung Ansammlung von Streuionen am Außenrand des kann unter Verwendung photoempfindlicher Schich- Überganges, so daß keine Kanalbildung auftreten ten, wie Albumin-Bichromat, Gelatine-Bichromat, kann.

Gummiarabikum-Bichromat u. dgl., erfolgen, die an F i g. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung auf

sich bekannt sind. 25 einen Transistor, der wieder eine kristallische HaIb-

Nach der Herstellung des p-leitenden Bereiches 13 leiterscheibe 10 mit zwei gegenüberliegenden Hauptwird auf die Scheibenfläche 11 eine dielektrische flächen 11,12 enthält. Die Scheibe 10 soll bei diesem Schicht 18 aus Siliciumoxyd aufgebracht. Wenn die Beispiel jedoch aus einem Einkristall einer Germa-Scheibe nicht aus Silicium besteht, sondern beispiels- nium-Silicium-Legierung bestehen. Die Scheibe 10 weise aus Germanium, Galliumarsenid u. dgl., kann 30 enthält einen Bereich 23 eines bestimmten Leitfähigdie Siliciumoxydschicht 18 dadurch hergestellt wer- keitstyps, der zwischen zwei Bereichen, nämlich einem den, daß eine Siloxanverbindung thermisch zersetzt Bereich 25 und dem Rest der Scheibe 10 entgegen- und die dampfförmigen Zersetzungsprodukte der gesetzten Leitfähigkeitstyps liegt. An den Grenzen Verbindung über die Oberfläche der Scheibe geleitet zwischen dem Bereich 23 und den Bereichen entwerden. Wenn die Scheibe 10 aus Silicium besteht, 35 gegengesetzten Leitfähigkeitstyps werden daher zwei wie bei diesem Beispiel angenommen ist, kann die gleichrichtende Sperrschichten oder pn-Übergänge Siliciumoxydschicht 18 dadurch hergestellt werden, 24, 26 gebildet. Die verschiedenen Zonen der Scheibe daß man die Scheibe 10 in Dampf etwa 30 Minuten und die beiden Sperrschichten reichen alle zu der auf 1100° C erhitzt. Hierbei bildet sich auf der gan- Oberfläche 11 der Scheibe. Die Fläche 11 ist mit einer zen freiliegenden Oberfläche der Scheibe eine SiIi- 40 dielektrischen Schicht 18 bedeckt, die beispielsweise ciumoxydschicht. Anschließend wird dann ein Teil aus Magnesiumfluorid, Magnesiumchlorid, Siliciumder Schicht 18 entfernt, um den Teil der Fläche 11 oxyd u. dgl. bestehen kann. Ein Teil der dielekder Scheibe freizulegen, an dem ein elektrischer An- trischen Schicht 18 ist entfernt, um einen Bereich der Schluß anzubringen ist. Die unerwünschten Teile der Fläche 11 innerhalb der Zone 25 freizulegen, ein dielektrischen Schicht 18 lassen sich leicht durch 45 anderer Bereich der Schicht 18 ist entfernt, um einen Schleifen oder Ätzen u. dgl. entfernen. ringförmigen Teil der Fläche 11 innerhalb der Zone

Der freigelegte Teil der Fläche 11 der Scheibe wird 23 freizulegen. Auf den freigelegten Bereichen der dann mit einer Metallelektrode 19 versehen. Eine Scheibe sind eine die Zone 25 kontaktierende Elekmetallische Abdeckung oder Schicht 19 α in Form trode 27 und eine die Zone 23 kontaktierende ringeiner ringförmigen Verlängerung der Elektrode 19 5° förmige Elektrode 29 durch Aufdampfen einer Meliegt auf den angrenzenden Teilen der dielektrischen tallschicht aufgebracht. Bei diesem Beispiel bestehen Schicht 18. Die Elektrode 19 steht also in direktem die Elektroden 27, 29 aus Aluminium. Das AufKontakt mit der Scheibenfläche 11, und ihre ring- dampfen der Elektroden kann durch eine Maske erförmige Peripherie 19 α reicht auch über denjenigen folgen. Man kann jedoch auch auf die ganze Scheibe Teil der dielektrischen Schicht 18, der den gesamten 55 eine durchgehende Metallschicht aufbringen, z. B. Bereich, an dem die Sperrschicht 14 die Oberfläche durch Aufdampfen, Elektroplattieren u. dgl., und anschneidet, bedeckt. Die Metallelektrode 19 kann eine schließend die unerwünschten Teile der Metallschicht Schicht aus einem reinen Metall, wie Aluminium, entfernen, z. B. durch Schleifen, Läppen oder Ätzen. Gold, Chrom, Rhodium od. dgl., oder eine Legierung Bei dem vorliegenden Beispiel liegt die die Zone 25 oder Mischung verschiedener Metalle sein und eine 60 kontaktierende Elektrode 27 vollständig innerhalb Substanz enthalten, die den Leitfähigkeitstyp zu be- des Bereiches der Zone 25 und überlappt daher einflussen vermag und in dem verwendeten Halb- keinen an der Oberfläche der Scheibe liegenden leitermaterial als Dotierungsstoff wirkt. Bei diesem Sperrschichtrand. Die Elektrode 29 kontaktiert da-Beispiel soll die Metallelektrode 19 aus einer mit Bor gegen nicht nur die Zone 23 der Scheibe 10, sondern dotierten Goldschicht bestehen und durch Aufdamp- 65 sie enthält auch Teile 29 a, die auf einem Teil der fen aufgebracht sein. Die Metallelektrode 19 und die dielektrischen Schicht 18 aufliegen und die an der Scheibe 10 sind mit Anschlußdrähten 15 bzw. 16 ver- Oberfläche der Scheibe liegenden Ränder der beiden sehen. pn-Übergänge 23, 24 vollständig überdecken.

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An den Elektroden 27, 29 sind Anschlußdrähte 15 Die durch die Erfindung erzielten Verbesserungen bzw. 30 angebracht, und die Scheibenfläche 12 wird hinsichtlich der elektrischen Parameter von HaIbmit einem nicht dargestellten Kollektoranschluß ver- leiterbauelementen können etwa folgendermaßen ersehen. Das Bauelement wird schließlich in üblicher klärt werden: Wenn es sich beispielsweise um einen Weise in ein Gehäuse eingeschlossen. Im Betrieb 5 npn-Transistor handelt und die Elektrode 19 ein können die Leitung 15 als Emitterleitung, die Elek- negatives Potential bezüglich der Emitterzone 25 hat, trode 27 als Emitterelektrode, die Zone 25 als Emit- neigt dieses negative Potential dazu, Defektelektronen terzone, die Leitung 30 als Basisanschluß, die Elek- an die Oberfläche 11 der Halbleiterscheibe 10 zu trode 29 als Basiselektrode, der Bereich 23 als Basis- ziehen und damit eine p-leitende Schicht längs der zone, der Übergang 26 als Emitter-Basis-Übergang io Scheibenoberfläche zu induzieren. Hat die Elektrode und der Übergang 24 als Basis-Kollektor-Übergang 19 ein positives Potential bezüglich der Emitterzone verwendet werden. 25, so neigt sie dazu, Elektronen an die Oberfläche

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hergestellte 11 der Scheibe zu ziehen und dementsprechend eine Elektroden mit einer Metallelektrode, die sich in n-Ieitende Schicht an der Scheibenoberfläche zu erdirektem Kontakt mit der Oberfläche der Halbleiter- 15 zeugen. Durch Experimente wurde festgestellt, daß scheibe befindet und über die dielektrische Schicht die Abhängigkeit der Oberflächenrekombinationsauf der Halbleiteroberfläche derart erstreckt, daß die geschwindigkeit vom Oberflächenpotential einer Bereiche überdeckt werden, an denen die Oberfläche Glockenkurve entspricht. Aus der Theorie ergibt sich, des Halbleiterkörpers von den Sperrschichten ge- daß die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit schnitten wird, zeichnen sich durch vergleichsweise 20 für große positive oder negative Werte des Oberhöhere Sperrspannungen der Übergänge und eine flächenpotentials klein ist, für kleine Werte des Oberbessere Stabilität der elektrischen Parameter aus. So flächenpotentials jedoch groß werden kann. Wenn betrug beispielsweise die mittlere Sperr-Durchschlags- also an die Metallschicht eine ausreichende positive spannung der Übergänge bei einer Serie von npn-Sili- oder negative Vorspannung gelegt wird, nimmt das ciumtransistoren, die entsprechend diesem Beispiel 25 Oberflächenpotential der Scheibe einen positiven oder hergestellt wurden, etwa 225 Volt. Im Gegensatz da- negativen Extremwert bezüglich der darunterliegenzu betrug die mittlere Sperr-Durchschlagsspannung den Zone der Scheibe an. In beiden Fällen werden der Übergänge bei einer Serie von npn-Siliciumtran- die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit und sistoren, die gemäß dem Stand der Technik hergestellt damit der Sättigungsstrom in Sperrichtung, der geworden waren, nur etwa 150 Volt. 30 wohnlich hauptsächlich von Oberflächenrekombi-

Das in F i g. 3 dargestellte Bauelement ist eben- nationseffekten abhängt, auf kleine Werte herab-

falls ein Transistor, der dem Transistor der F i g. 2 gesetzt.

mit folgenden Ausnahmen entspricht: Die Scheibe 10 Bauelemente mit großem positivem oder negativem

besteht aus kristallischem Germanium, und die dielek- Oberflächenpotential haben außerdem stabilere Ober-

trische Schicht 18 besteht aus Siliciumoxyd und 35 flächen als Bauelemente mit mittleren Oberflächen-

wurde dadurch hergestellt, daß eine Siloxanverbin- potentialen, da bei letzteren eine kleine Änderung des

dung thermisch zersetzt wurde und die Zersetzungs- Oberflächenpotentials relativ große Änderungen der

produkte auf die Scheibenfläche 11 geleitet wurden. Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit und da-

Die Elektrode 19 ist so aufgebracht, daß sie sich mit des Rückwärts-Isolations- oder Sättigungsstroms in direktem Kontakt mit der Zone 25 der Scheibe 40 am Übergang zur Folge haben,
befindet und außerdem so weit über die dielektrische Es ist bekannt, daß Verunreinigungsmetallionen Isolierschicht 18 reicht, daß der gesamte Bereich der praktisch immer in kleinen Mengen an der Ober-Scheibe überdeckt wird, indem der die Zone 25 um- fläche und im Inneren der auf der Scheibenoberfläche gebende pn-übergang 26 die Scheibenoberfläche befindlichen Oxydschicht vorhanden sind. Die elekschneidet. Die Elektrode 39 steht in direktem Kon- 45 irischen Felder an einem pn-Ubergang und dessen an takt mit der Zone 23 und bedeckt einen Teil der iso- der Oberfläche freiliegenden Rändern lassen diese lierenden Schicht 18, wobei sie über den Bereich Metallionen auf der Scheibenoberfläche herumwanreicht, an dem der die äußere Peripherie der Zone 23 dem, wodurch das Oberflächenpotential verändert umgebende pn-übergang 24 die Scheibenoberfläche und Schwankungen im Sperr-Sättigungsstrom verurschneidet. 50 sacht werden. Da sich über dem ganzen Bereich, in

Gemäß diesem Beispiel hergestellte Transistoren dem eine Sperrschicht an die Oberfläche durchstößt,

mit einer Metallekektrode 19, die in direktem Kon- eine Metallschicht befindet, wird die Scheibenober-

takt mit der Zone 25 der Scheibe steht und so über fläche gegen die elektrischen Felder am Übergang

einen Teil der dielektrischen Schicht 18 reicht, daß abgeschirmt, und die erwähnten Ionendrifteffekte

sie den ganzen an der Oberfläche liegenden Rand des 55 werden weitgehend ausgeschaltet.

pn-Überganges 26 an der äußeren Peripherie der Die Erhöhung der Sperrspannung läßt sich da-

Zone 25 überdeckt, und mit einer weiteren Metall- durch erklären, daß eine induzierte p- oder n-leitende

elektrode 39, die in direktem Kontakt mit einer Zone Oberflächenschicht in einem Halbleiter wie eine Er-

23 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps der Scheibe höhung der Akzeptor- bzw. Donatordotierung der

steht und derart einen Teil der dielektrischen Schicht 60 Scheibe wirkt. Es ist bekannt, daß eine starke Dotie-

18 bedeckt, daß sie über den gesamten an der Ober- rung auf beiden Seiten eines pn-Überganges zu nied-

fläche liegenden Rand des pn-Uberganges 24 reicht, rigen Sperrspannungen führt, während sich mit einer

welcher die äußere Peripherie der Zone 23 bildet, schwachen Dotierung auf beiden Seiten eines

zeichnen sich durch eine gegenüber bekannten ver- pn-Überganges hohe Sperrspannungen erreichen

gleichbaren Transistoren geringere Streuung der elek- 65 lassen. So neigt beispielsweise bei einem Transistor

irischen Parameter, höhere Durchschlagsspannungen mit einer stark dotierten p-leitenden Basiszone und

der Sperrschichten, geringeren Sperrstrom und eine einer schwach dotierten η-leitenden Kollektorzone

geringere Anfälligkeit gegen Kanalbildung aus. eine Erhöhung der effektiven η-Dotierung der Schei-

benoberfläche, wie sie aus dem Anlegen eines bezüglich der Kollektorzone positiven Potentials an die Metallschicht auf der Oxydschicht über der Sperrschichtgrenze resultiert, die Sperrspannung des Basis-Kollektor-Überganges herabzusetzen, während ein an die Schicht angelegtes negatives Potential in Richtung einer Verringerung der effektiven η-Dotierung und damit einer Erhöhung der Sperrspannung des Überganges wirkt.

Die in F i g. 4 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ähnelt der in F i g. 3 dargestellten mit der Ausnahme, daß sich die Emitterelektrode 47 nicht auf die dielektrische Schicht 18 erstreckt. Der Emitter-Basis-Übergang 26 wird bei dieser Ausführungsform durch keine Elektrode überdeckt.

Auch die in F i g. 5 dargestellte Einrichtung entspricht im wesentlichen der der F i g. 3. Wie bei F i g. 4 erstreckt sich die Emitterelektrode 47 jedoch nicht auf die dielektrische Schicht 18. Die Basiselektrode 49 greift derart über die dielektrische Schicht 18, daß der ganze Oberflächenbereich des Emitter-Basis-Überganges 26 überdeckt wird. Bei dieser Ausführungsform reicht keine Elektrode über den Basis-Kollektor-Übergang 24.

F i g. 6 zeigt eine Ausführungsform, die ebenfalls F i g. 3 ähnelt. Im Gegensatz zu F i g. 3 reicht hier jedoch die Basiselektrode 59 nicht auf die dielektrische Schicht 18. Die Emitterelektrode 19 erstreckt sich über die dielektrische Schicht 18 und überdeckt den ganzen Oberflächenbereich des Emitter-Basis-Überganges 26. Der Basis-Kollektor-Übergang 24 wird bei dieser Ausführungsform durch keine Elektrode überdeckt.

Bei den oben beschriebenen Beispielen erfolgte der Anschluß an die Kollektorzone des Transistors an der Hauptfläche der Scheibe, die der den Emitter- und den Basisanschluß tragenden Hauptfläche gegenüberliegt. Bei dem in F i g. 7 dargestellten Bauelement befinden sich die elektrischen Anschlüsse an die Emitter-Basis- und Kollektorzone alle auf der gleichen Seite der Scheibe.

Das Bauelement der F i g. 7 entspricht F i g. 6 mit der Ausnahme, daß auf der Scheibenfläche 11 zusätzlich zu den Metallelektroden 19, 59 noch eine dritte Metallelektrode 60 gebildet ist, beispielsweise durch Verfahren, wie sie in Verbindung mit F i g. 3 erwähnt wurden. Die Elektrode 60 macht direkten Kontakt mit dem Körper der Scheibe 10, also mit der Kollektorzone, und ist mit einer Kollektoranschlußleitung 16 versehen. Bei diesem Beispiel erstreckt sich die Basiselektrode 59 nicht auf die dielektrische Schicht 18. Die Emitterelektrode 19 reicht so weit über die dielektrische Schicht 18, daß der gesamte Oberflächenbereich des Emitter-Basis-Überganges 26 überdeckt wird. Die Kollektorelektrode 60 erstreckt sich ebenfalls über die Schicht 18 und bedeckt den ganzen Oberflächenbereich des Basis-Kollektor-Überganges 24.

Bei Transistoren, die ähnlich hergestellt sind wie das zuletzt erwähnte Ausführungsbeispiel und bei denen sich die elektrischen Anschlüsse für alle drei Zonen auf derselben Seite der Scheibe befinden, kann sich in Abweichung von F i g. 7 auch statt der Emitterelektrode die Basiselektrode 59 bis über die dielektrische Schicht 18 erstrecken und den ganzen Oberflächenbereich des Emitter-Basis-Überganges bedecken. Bei einer solchen Anordnung kann die Emitterelektrode gegebenenfalls überhaupt nicht über die dielektrische Schicht übergreifen. Andererseits kann bei einem Transistor mit allen drei Elektroden auf der gleichen Seite auch die Kollektorelektrode über die dielektrische Schicht reichen und den Oberflächenbereich des Basis-Kollektor-Überganges überdecken, während die Emitterelektrode und die Basiselektrode nicht über die dielektrische Schicht greifen.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Halbleiterbauelemente besteht darin, daß die der Signalfrequenz F umgekehrt proportionale Rauschkomponente, die als Flackern oder !//-Rauschen bekannt ist, kleiner ist als bei den bekannten Bauelementen dieser Art. Die den ganzen Oberflächenbereich der Sperrschicht eines Halbleiterbauelements überdekkende Metallschicht verringert also insgesamt das Rauschen der Einrichtung, vor allem bei niedrigen Signalfrequenzen, bei denen das !.//-Rauschen vorherrscht.

Die beispielsweise beschriebenen Halbleiterbauelemente können mit gleichen Erfolg auch mit umgekehrten Leitfähigkeitstypen, also als pnp-Transistoren hergestellt werden.

Die beschriebenen Halbleiterbauelemente sind auch unempfindlicher gegen Strahlungseinflüsse. Halbleiterbauelemente, wie Transistoren, die im Betrieb einer starken Strahlungsbelastung ausgesetzt sind, neigen zu sporadischen und unvorhersehbaren Ausfällen, die auf eine durch die Strahlung hervorgerufene Ionisation im Gehäuse der Einrichtung zurückzuführen sind. Durch die Ionisierung entstehen elektrische Ladungen in den freiliegenden Oxydoberflächen des Bauelements und Schwankungen von Eigenschaften, die von Oberflächeneffekten abhängen, wie z. B. Rauschen, Sperrstrom und Durchschlagsspannung. Der Metallfilm auf der Oxydschicht, der den ganzen Oberflächenbereich der Sperrschicht eines Halbleiterbauelements überdeckt, schirmt die Oxydoberfläche ab und verhindert weitgehend die schädlichen Einflüsse einer Umgebung mit hohen Strahlungspegeln.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Halbleiterbauelement mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper eines ersten Leitungstyps, der angrenzend an eine der beiden Hauptflächen mindestens eine Zone zweiten, entgegengesetzten Leitungstyps enthält, die von einem nach oben zu dieser Hauptfläche verlaufenden und dort endenden pn-übergang begrenzt ist, mit einer isolierenden Oxydschicht auf dem das Ende des pn-Uberganges enthaltenden Teil der Hauptfläche des Halbleiterkörpers, einer auf der Oxydschicht angeordneten und den ganzen in der Hauptfläche liegenden Teil des pn-Überganges in nahem Abstand überdeckenden Metallelektrode und einer direkt auf der das Ende des pn-Ubergangs enthaltenden Hauptfläche des Halbleiterkörpers angeordneten metallischen Kontaktelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oxydschicht angeordnete und den in der Hauptfläche liegenden Teil des pn-Uberganges überdeckende Metallelektrode durch einen über die Oxydschicht (18) reichenden Teil (19 a) der Kontaktelektrode (19) gebildet ist.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) eine Zone (23) eines ersten Leitfähigkeitstyps aufweist,

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die zwischen zwei Zonen (25,10) des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps liegt; daß diese drei Zonen zu einer (11) der Hauptflächen der Scheibe reichen; daß zwischen den drei Zonen zwei pn-Übergänge (24, 26) gebildet sind, die die Oberfläche der Scheibe in der genannten Hauptfläche schneiden; daß sich auf Teilen dieser Hauptfläche eine dielektrische Schicht (18) befindet, welche die Bereiche bedeckt, in denen die beiden Übergänge (24, 26) die Oberfläche schneiden; und daß ίο sich die Metallelektrode (19, 29, 39) in direktem Kontakt mit einer (23 oder 25) der Zonen der Scheibe befindet und sich mindestens über den ganzen Bereich der dielektrischen Schicht (18) erstreckt, welcher den Bereich bedeckt, wo ein diese Zone (23 oder 25) begrenzender pn-übergang (24 oder 26) die Scheibenoberfläche schneidet.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metallelektrode (19) in direktem Kontakt mit einer (25) der Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps befindet und sich mindestens über den Teil der dielektrischen Schicht (18) erstreckt, der über dem ganzen an der Oberfläche liegenden Bereich desjenigen pn-Ubergangs (26) liegt, welcher die äußere Peripherie dieser Zone entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps bildet, und daß eine zweite Metallelektrode (39) mit der Zone (23) des ersten Leitfähigkeitstyps direkt Kontakt macht und über mindestens den Teil der dielektrischen Schicht reicht, der den Schnittbereich des die äußere Peripherie der Zone (23) des ersten Leitfähigkeitstyps bildenden pn-Übergangs (24) mit der Scheibenoberfläche ganz überdeckt (F i g. 3).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen