"Halbleiteranordnung" Die wirksame Bmitterfläche
eines Transistors wird bekannt-
lich durch den Spannungsabfall bestimmt,
den der Basis-
strom im Emitterbereich der Basis hervorruft. Bei
hohen
Stromdichten emittiert infolge dieses Spannungsabfalls
praktisch nur noch der äußere Emitterrand. Aus diesem
Grund
ist man bestrebt, den Umfang den Emitters bei gleichbleibender
Emitterfläche möglichst groß zu machen; eine
Vergrößerung der Emitterfläche
ist aus Kapazitätsgründen häufig unerwünscht."Semiconductor arrangement" As is well known, the effective transmitter area of a transistor is determined by the voltage drop caused by the base current in the emitter area of the base. At high current densities, as a result of this voltage drop, practically only the outer emitter edge emits. For this reason , efforts are made to make the scope of the emitter as large as possible while maintaining the same emitter area; an increase in the emitter area is often undesirable for reasons of capacity.
Zur Erhöhung der Emission ist bereits eine
Reihe von Vorschlägen bekannt geworden, die beispielsweise Stern-
oder
Blattstrukturen vorsehen. Diese Strukturen ergeben zum
Teil
eine wesentliche Vergrößerung den Emitterrandes bei
gleichbleibender
imittetliiche. Diese Anordnungen haben je-
doch häufig sehr verschieden
lange Stromwege zwischen den
Emitterkontakt und den einzelnen Bereichen
den Emitterrandes. Dasselbe gilt für die Basis, da sich bis zum Basis-
kontakt
manchmal ebenfalls relativ lange Stromwege erge-
ben. Da das
Emitterelektrodenmaterial, welches für den
Spannungsabfall im
Emitter fast ausschließlich ausschlag-
gebend ist, aus verschiedenen
Gründen nicht in beliebiger
Schichtdicke aufgebracht werden kann, treten
bei relativ . langen Stromwegen Spannungsabfälle auf, die zum
Ausfall
einzelner Emitterbereiche führen. Dies hat zur Folge, daß
der
aktive Emitterrand kleiner als der geonetrische Um-
fang wird. To increase the emission , a number of proposals have already become known, which provide, for example, star or leaf structures. Some of these structures result in a substantial enlargement of the emitter edge with a constant imittetliiche. However, these arrangements often have current paths of very different lengths between the emitter contact and the individual areas of the emitter edge. The same applies to the base, as to the basic contact sometimes also relatively long current paths ben erge-. Since the emitter electrode material, which is almost exclusively decisive for the voltage drop in the emitter , can not be applied in any desired layer thickness for various reasons, relative. to lead long flow paths voltage drops the single failure emitter regions. This has the consequence that the active emitter edge is smaller than the fang geonetrische environmental.
Diese Nachteile weisen dagegen Halbleiteranordnungen mit kreisförmigen
Strukturen nicht auf. Kreisförmige Struktu-
ren und
damit auch kreisförmig verlaufende pn-Übergänge haben darüber hinaus
den Vorteil, daß die pn-Übergänge bei Verwendung üblicher rechteckförmiger
Halbleiterplätt-
chen nur an vier Punkten in die Nähe der Kanten
gelangen,
wo wegen des Ritzene bekanntlich Gitterstörungen
zu be-
fürchten sind. Die genannten Stern- oder Blattstrukturen
haben dagegen oftmals relativ lange pn-Übergangsbereiche,
die parallel zu den gestörten Halbleiterbereichen an den
Kanten
des Halbleiterplättchens verlaufen. In contrast, semiconductor arrangements with circular structures do not have these disadvantages. Ren Circular structures and thus also circular running pn junctions have the advantage that the pn junctions when conventional rectangular Halbleiterplätt- chen only at four points near the edges go beyond where to loading because of Ritzene known lattice defects are afraid. The star or leaf structures mentioned , on the other hand, often have relatively long pn junction areas which run parallel to the defective semiconductor areas at the edges of the semiconductor wafer .
Zur Verbesserung der elektrischen ßigenschaften von Halb-
leiteranordnungen
mit mindestens einer kreisfärmigen Halb-
leiterzone wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß der
Zonenrand gezahnt ist. Diese zahnförmige Ausbildung
ist
vor allem bei Emitterzonen mit kreisförmigem
Querschnitt
von Vorteil, da, dadurch die Stromverstärkung
verbessert
wird. Die Zähne können beispielsweise rechteckig oder
sägezahnförmig
ausgebildet sein. In order to improve the electrical properties of semiconductor arrangements with at least one circular semiconductor zone, it is proposed according to the invention that the zone edge be toothed. This tooth-shaped design is particularly advantageous in the case of emitter zones with a circular cross-section , since it improves the current gain . The teeth can, for example, be rectangular or sawtooth-shaped .
Bei gezähnten Emitterzonen darf die Zahnhöhe "h"
einen
bestimmten Wert nicht überschreiten. Dieser ergibt sich
gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bei. rechteckigen
und bei
sägezahnförmigen Zähnen aus folgenden Beziehungen:
hr { (4n.r:s/?).V/IE -
n.r/2n (1)
bzw. hs (2n.r.s/g).(V/IE) (II) Dabei haben die einzelnen
Größen folgende Bedeutung:
hr = Zahnhöhe rechteckiger Zähn
hs = Zahnhöhe sägezahnförmig ausgebild-
deter Zähne
r = Radius des kreisförmigen Emitters
s = Schichtstärke des Emitterelektroden-
materials
= spezifischer Widerstand des Emitter-
elektrodenmaterials
Y = zulässiger Spannungsabfall entlang
eines Zahnes
IE = Emitterstromdichte
n =Anzahl der Zähne
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbei-
spiel
näher erläutert. In the case of toothed emitter zones , the tooth height "h" must not exceed a certain value. According to a further development of the invention, this arises at. rectangular and for sawtooth-shaped teeth from the following relationships: hr {(4n.r: s /?). V / IE - nr / 2n (1) or hs (2n.rs/g).(V/IE) (II) The individual sizes have the following meaning: hr = tooth height of rectangular tooth
hs = tooth height, sawtooth-shaped
deter teeth
r = radius of the circular emitter
s = layer thickness of the emitter electrode
materials
= specific resistance of the emitter
electrode material
Y = allowable voltage drop along
of a tooth
IE = emitter current density
n = number of teeth
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.
Die Figuren 1 und 2 zeigen beide eine am Rand gezahnte
Emitterzone
eines Transistors. In Figur 1 sind die Zähne 1
der Emitterzone
2 rechteckförmig ausgebildet, während die
Zähne beim Emitter
der Figur 2 eine Sägezahnform haben. Figures 1 and 2 both show an emitter zone of a transistor that is toothed at the edge. In Figure 1, the teeth 1 of the emitter zone 2 are rectangular , while the teeth of the emitter of Figure 2 have a sawtooth shape.
Es empfiehlt sich, den in die Figuren nicht eingezeichne- ten
Emitterkontakt ebenfallezu zahnen. Die Emitterzone bzw, der Emitterkontakt
ist jeweils von einer ringförmigen
Basiselektrode 3 umgeben. Während
der Umfang eines nicht
gezahnten kreisförmigen Emitters
U = 211.r ist, vergrößert
sich der Umfang eines gezahnten Emitters
demgegenüber um
2ff.h/t und beträgt somit U = f.3 + 2n.h/?,
wenn d der
mittlere Durchmesser, "h" die Zahnhöhe und f derjenige
Winkelabstand
ist, der der Breite der Zähne entspricht. Schließlich sei noch ein Beispiel
für die zulässige Höhe
eines Einitterzahnes bei Verwendung
von Rechteckzähnen an-
geführt. Im speziellen Fall der Verwendung
eines Emitterkontakts aus Aluminium (?Al = 0,029.10 4(Ohmcm))
mit einer
Dicke s = 0,5.10 4 cm ergibt sich aus (I) unter der Voraus-
setzeng,
daß der Emitterradius r = 50.10-4 cm beträgt, eine
Emitterstromdichte
IE von 0-,1 A/cm2 vorhanden ist und der
zulässige Spannungsabfall
V entlang der Zähne 5x10- 3 Volt
beträgt, eine Zahnhöhe "h$, die
kleiner oder höchstens
gleich 25/u ist. Der Spannungsabfall V ist derjenige
Ab-
fall, dar durch den Basisstrom längs der Emitterkaw.te
vsrursacht Wird. Dieser Spannungsabfall muß so klein sein,
daß
entlang der Zahnflanke noch eine Emission in die
Basis stattfindet. It is recommended that ebenfallezu teething non eingezeichne- in the figures th emitter contact. The emitter zone or the emitter contact is each surrounded by an annular base electrode 3 . While the circumference of a non- toothed circular emitter is U = 211.r , the circumference of a toothed emitter increases by 2ff.h / t and is therefore U = f.3 + 2n.h /? If d is the mean diameter, "h" is the tooth height and f is the angular distance that corresponds to the width of the teeth. Finally, it is performed An- is an example of the allowable height of a Einitterzahnes when using rectangular teeth. In the special case of using an emitter contact made of aluminum (? Al = 0.029.10 4 (Ohmcm)) with a thickness s = 0.5.10 4 cm results from (I) on the assumption that the emitter radius r = 50.10-4 cm is, an emitter current density IE of 0.1 A / cm2 is present and the permissible voltage drop V along the teeth is 5x10-3 volts , a tooth height "h $, which is less than or at most equal to 25 / u. The voltage drop V is that wASTE, DAR by the base current along the Emitterkaw.te vsrursacht. This voltage drop must be as small that there is still an emission takes place along the tooth flank in the base.