DE1614265B2

DE1614265B2 - Planartransistor

Info

Publication number: DE1614265B2
Application number: DE19671614265
Authority: DE
Inventors: Jack Stewart Watford Herfordshire Lamming (Grossbritannien)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1966-07-25
Filing date: 1967-07-21
Publication date: 1974-06-06
Also published as: GB1153496A; BE701769A; AT299310B; ES343342A1; SE314444B; CH479953A; JPS4943828B1; DE1614265C3; DE1614265A1; NL6710040A

Description

Die Erfindung betrifft einen Planartransistor mit einem Halbleiterkörper von im wesentlichen einem Leitungstyp, in dem die Kollektorzone von diesem

einen ersten Leitungstyp liegt und der mehrere diffundierte Emitterzonen von dem ersten Leitungstyp enthält, die sich von einer ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers aus in den Halbleiterkörper erstrecken und im Halbleiterkörper durch eine diffundierte Basiszone von dem zweiten zu dem ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyp umgeben werden, wobei die Emitter-Basis-Übergänge und der Kollektor-B asis-Ubergang an der einen ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers unter einer haftenden schützenden Isolierschicht auf der einen ebenen Oberfläche münden, und mit ohmschen Kontaktelektroden an den Emitterzonen und der Basiszone in Öffnungen in der Isolierschicht an den Stellen, an denen diese Zonen die eine ebene Oberfläche des Halbleiterkörpers erreichen, wobei die ohmschen Kontaktelektroden an den Emitterzonen aus einer ersten Metallschicht bestehen, die mehrere Ansätze aufweist, von denen jeder in einer öffnung in der Isolierschicht an einer Stelle liegt, an der eine Emitterzone die eine ebene Oberfläche des Halbleiterkörpers erreicht und sich in Vereinigung mit den anderen Ansätzen der ersten Metallschicht weiter über die Isolierschicht erstreckt, und die ohmschen Kontaktelektroden an der Basiszone aus der zweiten Metallschicht bestehen, die mehrere Ansätze aufweist, von denen jeder in einer Öffnung in der Isolierschicht an einer Stelle liegt, an der die Basiszone die eine ebene Oberfläche des Halbleiterkörpers erreicht, und sich in Vereinigung mit den anderen Ansätzen der zweiten Metallschicht weiter über die Isolierschicht erstrecken, und die Ansätze der als Emitterkontaktelektroden wirksamen ersten Metallschicht in die Ansätze der als Basiskontaktelektroden wirksamen zweiten Metallschicht eingreifen.

Ein Planartransistor dieser Art ist bekannt. Er wird im folgenden als Mehremitterplanartransistor bezeichnet.

Die Herstellung eines Mehremitterplanartransistors umfaßt im allgemeinen die Bildung einer haftenden schützenden Isolierschicht auf einer ebenen Oberfläche eines Halbleiterkörpers von einem Leitungstyp, die Diffusion eines den Leitungstyp bestimmenden Dotierungsstoffes, der kennzeichnend für den entgegengesetzten Leitungstyp ist und für den die Isolierschicht undurchlässig ist, in einen ersten Oberflächenteil des Halbleiterkörpers, der durch eine erste in der Isolierschicht angebrachte öffnung freigelegt ist, zur Bildung einer Basiszone vom entgegengesetzten Leitungstyp, die nachfolgende Diffusion eines den Leitungstyp bestimmenden Dotierungsstoffes, der kennzeichnend für den einen Leitungstyp ist und für den die Isolierschicht undurchlässig ist, in mehrere zweite Oberflächenteile, die durch mehrere zweite in der Isolierschicht angebrachte öffnungen freigelegt worden sind und völlig innerhalb des ersten zuvor durch die erste Öffnung freigelegten Oberflächenteiles liegen, zur Bildung mehrerer Emitterzonen vom einen Leirungstyp, die völlig innerhalb der Basiszone liegen, die Bildung weiterer öffnungen in der Isolierschicht zur Freilegung wenigstens der Emitterzonen und der Basiszone, wo diese die Oberfläche erreichen, sowie die Ablagerung ohmschen Kontaktmaterials in diesen weiteren Öffnungen. Im allgemeinen wird während und/oder nach jedem Diffusionsvorgang eine neue Isolierschicht in der betreffenden öffnung gebildet, die jeweils grenzt und anstößt an die anfangs vorhandene Isolierschicht.

Beim Betrieb eines Transistors mit einem Basissteuerstrom in der Vorwärtsrichtung I_B ) 0 tritt über der Basiszone ein durch den durchfließenden Basisstrom hervorgerufener Querspannungsabfall auf. Wenn angenommen wird, daß die äußere Emitterspannung gleichmäßig über dem ganzen Emitter-Basis-Übergang liegt, so bewirkt der Querspannungsabfall, daß der Potentialunterschied über dem am weitesten von der Basiskontaktelektrode entfernten

ίο Teil des Emitter-Basis-Überganges verringert wird. Bei einem Planartransistor ist dieser Teil des Emitter-Basis-Überganges der mittlere Teil desjenigen Teiles des Emitter-Basis-Überganges, der parallel zur ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers liegt. Mit zunehmendem Basissteuerstrom drängt sich der Strom zu dem Teil des Emitter-Basis-Überganges hin zusammen, der der Basiskontaktelektrode am nächsten liegt. Dieser Stromzusammendrängungseffekt hängt unter anderem vom spezifischen Widerstand der Basiszone ab, weil bei höherem spezifischen Widerstand der Basiszone für einen bestimmten Strom ein höherer Querspannungsabfall auftritt.

Bei Planartransistoren ist der Stromzusammendrängungseffekt eine als wichtig zu berücksichtigende Erscheinung, wenn Bauelemente mit großer Leistung hergestellt werden sollen. Um bei solchen Bauelementen die erwünschten charakteristischen Eigenschaften zu erlangen, muß wegen des genannten Zusammendrängungseffektes das Verhältnis zwischen Umfang und Flächeninhalt der Emitterzone groß sein. Ein großes Verhältnis zwischen Umfang und Flächeninhalt der Emitterzone läßt sich dadurch erreichen, daß die Emitterzone kammartig ausgebildet wird und die Basis- und die Emitterkontaktelektrode eine interdigitale Anordnung erhalten. Eine interdigitale Elektrodenanordnung kann auch mit mehreren parallel verlaufenden gesonderten Emitterzonen mit rechteckigem Umriß gebildet werden, die durch Zähne der ohmschen Emitterkontaktelektrode miteinander verbunden werden, die in Zähne der ohmschen Basiskontaktelektrode eingreifen. Eine andere Möglichkeit zum Erreichen eines hohen Verhältnisses zwischen dem Umfang und dem Flächeninhalt der Emitterzone besteht darin, daß eine Vielzahl sehr kleiner, in geringen Abständen voneinander liegender Emitterzonen mit z. B. kreisförmigem Umriß gebildet werden, die durch eine Metallschicht, die in Öffnungen in der Isolierschicht liegt, welche die Emitterzonen an den Stellen, an denen sie an die Oberfläche des Halbleiterkörpers kommen, freilegen, und die zwischen benachbarten Emitterzonen auf der Isolierschicht liegt, miteinander verbunden werden.

Es ist ein Planartransistor bekannt, bei dem die

Basiszone aus einem tief diffundierten niederohmigen Teil besteht, der an einen flach diffundierten höherohmigen Teil anstößt und ihn umgibt. Innerhalb dieses höherohmigen Teiles liegt eine Emitterzone, wobei der Basiskontakt auf einem Oberflächenteil des tief diffundierten niederohmigen Teiles angebracht ist.

Die Vorteile einer solchen Basiszonenbauart besteht unter anderem darin, daß sich ein niedriger Basisbahnwiderstand r_bb ergibt, ohne daß der Frequenzgang des Transistors beeinträchtigt wird.

Es ist weiter ein Mehremitterplanartransistor bekannt, bei dem ein tief diffundierter niederohmiger Basiszonenteil eine Gitterform im Halbleiterkörper aufweist und in den Gitteröffnungen flach diffundierte Basiszonenteile liegen, in denen sich eine Emitter-

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zone oder mehrere Emitterzonen befinden, wobei die 35 Volt, während wenn r gleich 2,0 μπα ist, BV_CB0 Basiskontaktelektrode auf der Oberfläche des tief 45 Volt beträgt. Entsprechende Zahlen für die gleidiffundierten niederohmigen Basisgitterteils ange- chen Werte von r sind in Silizium mit einem spezibracht ist, und die Emitterkontaktelektrode aus einer fischen Widerstand von 2,5 Ohmcm 40 Volt bzw. Metallschicht besteht, die einen gemeinsamen Kon- 5 70 Volt. Oberflächeneffekte, die im wesentlichen untakt mit mehreren Emitterzonen bildet und zwischen abhängig von r sind, sind dabei nicht berücksichtigt, benachbarten Emitterzonen auf der Isolierschicht Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen liegt. Wenn der tief diffundierte Basisgitterteil z. B. Mehremitterplanartransistor mit einer Tiefe des KoI-5 μπα tief unter der Oberfläche des Halbleiterkörpers lektor-Basis-Überganges von höchstens 1 μπα wirkreicht, muß die Breite eines Gittersteges an der Ober- io samen Gebiet des Transistors anzugeben, bei dem die fläche des Halbleiterkörpers 8 μπα betragen, während Kollektor - Basis - Übergangs-Durchbruchsspannung wegen der Tatsache, daß bei der Diffusion des Do- BV_CB0 höher ist, als dies bei bekannten Transistoren tierungsstoffes in den Halbleiterkörper zur Bildung mit solchen Ubergangstiefen der Fall ist, und bei dem des Basisgitterteils dieser Dotierungsstoff in seitlicher der Basisbahnwiderstand r_bb niedrig genug gehalten Richtung diffundiert, allgemein eine Breite von min- 15 wird, ohne daß ein niederohmiges tief diffundiertes destens 15 μΐη erhalten wird. Das Vorhandensein des Basisgitterteil zwischen den Emitterzonen vorge-Basisgitterteils im Halbleiterkörper bedeutet somit sehen ist.

eine Beschränkung der Zahl der Emitterzonen, die bei Diese Aufgabe wird bei einem Planartransistor der einem Transistor solcher Bauart in einem Halbleiter- eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die difkörper mit einem bestimmten Flächeninhalt gebildet 20 fundierten Emitterzonen innerhalb des Halbleiterkörwerden können. pers von einem diffundierten Innenteil der Basiszone Um bei einem Planartransistor eine hohe Grenz- umgeben werden, der innerhalb des Halbleiterkörpers frequenz zu erhalten, ist es erwünscht, daß die Emit- von einem an den Innenteil anschließenden, tiefer ter- und Basisdiffusionen sehr flach und die Basis- als dieser diffundierten Umfangsteil der Basiszone breiten sehr klein sind, d. h., die Basisdiffusion muß 25 umgeben wird, wobei der Teil des Kollektor-Basisderartig ausgeführt sein, daß der Kollektor-Basis- Überganges zwischen der Kollektorzone und dem Übergang höchstens 1 μΐη unter der einen Oberfläche Basiszonen-Innenteil im wesentlichen parallel zu der des Halbleiterkörpers liegt. Es hat sich herausgestellt, einen ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers und daß Transistoren mit solchen Tiefen des Kollektor- in einem Abstand von dieser Oberfläche von höch-Basis-Überganges eine niedrige Kollektor-Basis-Über- 30 stens 1 μπα verläuft und der Teil des Kollektor-Basisgangs-Durchbruchsspannung aufweisen. Die Durch- Überganges zwischen der Kollektorzone und dem bruchsspannung eines pn-Überganges wird unter Ver- Basiszonen-Umfangsteil, der ebenfalls parallel zu der nachlässigung etwaiger Oberflächeneffekte dann er- einen ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers verreicht, wenn das maximale Feld in der zum pn-Uber- läuft, einen Abstand von dieser Oberfläche von mingang gehörenden Verarmungsschicht größer ist als 35 destens 2 μπι aufweist, und daß die ohmschen, das Durchbruchsfeld im Halbleitermaterial. Das zwischen Emitterzonen liegenden Kontaktelektroden maximale Feld in der Verarmungsschicht errechnet an der Basiszone diese an Stellen kontaktieren, an sich durch Lösen der Poissonschen Gleichung, denen der Basis-Innenteil die eine ebene Oberfläche welche die Beziehung zwischen der Spannung und der des Halbleiterkörpers erreicht.

Ladung in der Verarmungsschicht angibt. Die 40 Bei einem solchen Planartransistor ergibt die An-Poissonsche Gleichung wird im allgemeinen für den bringung des tiefer diffundierten Basiszonen-UmFall gelöst, daß die Zusammenhänge senkrecht zu fangsteiles einen ausreichend hohen Wert von BV_CB0, der ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers von und die Lage der Basiskontaktelektrode auf der Interesse sind, durch die Bildung des pn-Überganges Oberfläche des Innenteiles der Basiszone in kammein Dotierungsstoff eindiffundiert worden ist. Wenn 45 artigem Eingriff mit der Emitterkontaktelektrode erder pn-übergang dadurch gebildet wird, daß ein Do- gibt einen ausreichend niedrigen Wert von r_bb. Der tierungsstoff in einen freigelegten Oberflächenteil tiefer diffundierte Umfangsteil der Basiszone erhöht einer ebenen Oberfläche eines Halbleiterkörpers ein- den Wert von r_bb an der Stelle, wo der Basis-Kollekdiffudiert wird, der auf der Oberfläche eine derartige tor-Übergang zwischen dem Basiszonen-Umfangsteil haftende schützende Isolierschicht hat, daß der Rand 50 und der Kollektorzone an der einen ebenen Oberdes pn-Überganges unter dieser Isolierschicht an der fläche des Halbleiterkörpers mündet, und ergibt somit einen ebenen Oberfläche mündet, ist am Rand des einen höheren Wert von BV_CB0, als er bei einem pn-Überganges die eindimensionale Lösung keine Transistor mit der erwähnten geringen Tiefe des gute Annäherung. Deshalb muß die Poissonsche Basis-Kollektor-Ubergangs und mit nur einer nicht Gleichung in Polarkoordinaten gelöst werden. Diese 55 unterteilten Basiszone erhalten würde. Weil ferner Lösung zeigt eine niedrigere Durchbruchsspannung die Basiskontaktelektrode auf der Oberfläche des in den gekrümmten Gebieten des pn-Überganges, wo- Innenteiles der Basiszone vorgesehen ist, ist der spebei die Durchbruchsspannung mit zunehmender zifische Widerstand des tief diffundierten Umfang-Krümmung abnimmt. Bei npn-Siliziumplanartran- teiles der Basiszone nicht kritisch,
sistoren ist die Basis-Kollektor-Übergang-Durch- 60 Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines bruchsspannung BV_CB0 bei offener Emitterelektrode Planartransistors nach der Erfindung ist der Planarin Abhängigkeit vom Halbmesser r der Krümmung transistor mit mehreren parallel verlaufenden Emitdesjenigen Randteiles des pn-Uberganges, der zwi- terzonen mit im wesentlichen rechteckigem Umriß sehen der Oberfläche und dem parallel zur Oberfläche versehen, wobei die Emitterkontaktelektroden und verlaufenden anschließenden Teil des pn-Überganges 65 die Basiskontaktelektroden in nahezu rechteckigen liegt, gemessen worden. Bei einem Siliziumkörper mit Öffnungen in der Isolierschicht liegen,
einem spezifischen Widerstand von 1 Ohmcm ist ein Der Abstand auf der einen ebenen Oberfläche des typischer Wert von BV_Cbo> wenn r gleich 0,5 μπι ist, Halbleiterkörpers zwischen einander zugekehrten

Rändern einer Basiskontaktelektrode und einer Emitterzone beträgt höchstens 3 μΐη.

Bei einem Planartransistor nach der Erfindung können die Emitter- und die Basiskontaktelektroden mehrere Einheiten bilden, die je einen großflächigen Emitteranschlußteil, der auf der Isolierschicht liegt und mit einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Emitterkontaktelektroden verbunden ist, sowie einen großflächigen Basisanschlußteil aufweisen, der auf der Isolierschicht liegt und mit den zwischen diesen Emitterkontaktelektroden liegenden Basiskontaktelektroden verbunden ist.

Der Basiszonen-Innenteil kann mehrere erste Basisbereiche mit hohem spezifischen Widerstand, die je unter einem mittleren Teil desjenigen Teiles eines Emitter-Basis-Überganges liegen, der nahezu parallel zu der einen ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers verläuft, und mehrere zweite Basisbereiche mit niedrigerem spezifischem Widerstand enthalten, die jeweils die ersten Basisbereiche umgeben und unter äußeren Teilen derjenigen Teile des Emitter-Basis-Überganges liegen, die nahezu parallel zu der ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers verlaufen, die zweiten Basisbereiche die eine Oberfläche des Halbleiterkörpers erreichen, und an den Stellen, an denen die zweiten Basisbereiche die Oberfläche des Halbleiterkörpers erreichen, die ohmschen Kontaktelektroden die Basiszone kontaktieren.

Der Halbleiterkörper eines Planartransistors nach der Erfindung besteht vorzugsweise aus Silizium.

Die auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers haftende schützende Isolierschicht besteht vorzugsweise aus Siliziumoxid.

Ausführungsbeispiele des Planartransistors nach der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 bis 10 die Herstellung eines npn-Mehremitter-Silizium-Planartransistors gemäß der Erfindung, wobei die F i g. 1 und 2, 3 und 4, 5 und 6 sowie 7 und 8 jeweils einen gerade unter der Oberfläche geführten waagerechten Schnitt durch einen Teil des Halbleiterkörpers bzw. einen senkrechten Schnitt durch einen Teil des Halbleiterkörpers während aufeinanderfolgender Stufen der Herstellung des Planartransistors darstellen, während die F i g. 9 und 10 eine Draufsicht auf bzw. einen senkrechten Schnitt durch einen Teil des Halbleiterkörpers während einer nachfolgenden Stufe der Herstellung darstellen,

Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Teil eines Halbleiterkörpers eines weiteren Beispieles eines npn-Mehremitter-Silizium-Planartransistors gemäß der Erfindung.

Zunächst wird der in den F i g. 9 und 10 dargestellte Planartransistor beschrieben, wonach seine Herstellung an Hand der F i g. 1 bis 10 in Einzelheiten beschrieben wird. Dann wird der in Fig. 11 dargestellte Planartransistor kurz beschrieben.

Der Planartransistor nach den Fig. 9 und 10 ist ein npn-Silizium-Epitaxialplanartransistor mit einer interdigitalen Elektrodenanordnung. Er besteht aus einem n+-leitenden Siliziumkörper 21 von 700 · 700 · 125 μηι mit einem spezifischen Widerstand von 0,01 Ohmcm, auf dem eine 7 μτη dicke n-leitende epitaktische Schicht 22 mit einem spezifischen Widerstand von 2,0 Ohmcm und einer Donatorkonzentration von 2 · 10¹⁵ Atomen/cm^;J angebracht ist. Die epitaktische Schicht 22 hat eine ebene Oberfläche

23, auf der eine haftende schützende Isolierschicht aus Siliziumoxid vorgesehen ist, die aus den Teilen

24, 25, 27 und 28 besteht. Von der Oberfläche 23 her erstrecken sich in die epitaktische Schicht 22 hinein vier gesonderte η-leitende Emitterzonen 29 mit rechteckigem Querschnitt und einem Flächeninhalt von je etwa 9 ■ 36 μπι, wobei der Abstand zwischen ihren einander zugekehrten Rändern etwa 11 μπι beträgt. Die Emitterzonen 29 werden im Halbleiterkörper von einer p-leitenden Basiszone umgeben, und jeder Emitter-Basis-Übergang hat einen ersten Teil 30, der parallel zur Oberfläche 23 in einem Abstand von dieser von 0,35 μπι verläuft, und einen anschließenden zweiten Teil 31, der sich unter einer Isolierschicht 27 bis zur Oberfläche 23 erstreckt. Die Basiszone hat einen am Umfang liegenden p-leitenden Teil 32, der mit P₁, bezeichnet ist. Der pn-übergang zwischen dem Umfangsteil 32 der Basiszone und der η-leitenden Kollektorzone in der epitaktischen Schicht 22 hat einen parallel zur Oberfläche 23 des Halbleiterkörpers in einem Abstand von etwa 2 μπι von dieser verlaufenden Teil 33 und einen anschließenden, sich unter der Isolierschicht 24 bis zur Oberfläche 23 erstreckenden Teil 34. Der Umfangsteil 32 der Basiszone hat rechteckigen Querschnitt, wobei der pn-Übergangsteil 34 strichpunktiert im Umriß in F i g. 9 angegeben ist. Er hat äußere Abmessungen von etwa 114 · 72 μπα sowie Innenabmessungen von etwa 82 · 48 μπι, wobei die Breite des Umfangsteiles 32 der Basiszone im Schnitt nach Fig. 10 etwa 16 μπι beträgt. Die Akzeptoroberflächenkonzentration des Umfangsteiles 32 beträgt etwa 2 · 10¹⁹ Atome/cm³. Der übrige Teil der Basiszone liegt innerhalb des Umfangsteiles 32, wobei ein Teil 35 des Basis-Kollektor-Überganges parallel zur Oberfläche 23 des Halbleiterkörpers in einem Abstand von 0,6 μπι von dieser verläuft. Die Basiszone besteht weiter aus vier ersten, hochohmigen Bereichen 36, die mit P₁ bezeichnet sind und unter einem mittleren Teil der Teile 30 der Emitter-Basis-Übergänge liegen, und aus einem zweiten Bereich 37 mit niedrigerem spezifischen Widerstand, der die ersten, hochohmigen Bereiche 36 umgibt, unter den äußeren Teilen der Teile 30 der Emitter-Basis-Übergänge liegt und sich weiter bis zur Oberfläche 23 des Halbleiterkörpers erstreckt. Der zweite Basisbereich 37 mit niedrigerem spezifischen Widerstand ist mit P₂ bezeichnet. Die Basiszone umfaßt ferner fünf weitere hochohmige dicke Bereiche 38, die rechteckig und ebenfalls mit P₁ bezeichnet sind. Die Akzeptoroberflächenkonzentration des zweiten Basisbereiches 37 beträgt etwa 10²⁰ Atom/cm³, und die Akzeptorkonzentration im zweiten Basisbereich 37 in einer Tiefe von 0,35 μπι unter der Oberfläche 23 an den Seiten der Emitterzonen 29, d. h. in der gleichen Tiefe wie der Teil 30 der Emitter-Basis-Übergänge, beträgt 2 · 10^ie Atome/ cm³, während die Akzeptorkonzentration am äußeren Teil des Teiles 30 der Emitter-Basis-Übergänge mindestens 10¹⁸ Atome/cm³ beträgt. Die Akzeptorkonzentration im ersten hochohmigen Basisbereich 36 in einer Tiefe von 0,35 μπι unter der Oberfläche, d. h. an der Stelle des mittleren Teiles des Teiles 30 der Emitter-Basis-Ubergänge, beträgt 6 · 10¹⁰ Atome/cm³. Die Donatoroberflächenkonzentration der Emitterzonen 29 beträgt 1 · 10²¹ Atome/cm^a. Jeder, erste, hochohmige Basisbereich 36, der unter dem mittleren Teil des Teiles 30 der Emitter-Basis-Übergänge liegt, ist rechteckig und hat Abmessungen von etwa

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5-32 um. Der zweite Basisbereich 37 mit niedrigerem spezifischem Widerstand liegt unter einem äußeren Teil des Teiles 30 jedes Emitter-Basis-Überganges, der an allen Seiten des mittleren Teiles eine Länge von gerade unter 2μπι hat. Auf der Oberfläche 23 des Halbleiterkörpers und auf der Oberfläche der Isolierschichtteile 24, 25, 27 und 28 befindet sich eine interdigitale Elektrodenanordnung, die aus einer kammartigen Emitterkontaktelektrode besteht, die in eine kammförmige Basiskontaktelektrode eingreift. Die Emitterkontaktelektrode hat vier Zähne 40, die je aus einer 0,3 μΐη dicken Aluminiumschicht bestehen, die in einer rechteckigen Öffnung von 5 · 32 μπι im Isolierschichtteil 28 liegt, die eine Emitterzone 29 freilegt an der Stelle, wo diese die Oberfläche 23 des Halbleiterkörpers erreicht, während die Aluminiumschicht sich weiter über die Isolierschichtteile 28, 27, 25 und 24 bis zu einer großflächigen Emitterkontaktbefestigungsstelle 41 erstreckt. Die Basiskontaktelektrode hat fünf Zähne 43, die je aus einer 0,3 μπι dicken Aluminiumschicht bestehen, die in einer rechteckigen Öffnung von 5 · 36 μπι im Isolierschichtteil 27 liegt, die den zweiten niederohmigen Basiszonenteil 37 an der Stelle freilegt, an der er die Oberfläche 23 des Halbleiterkörpers erreicht, während die Aluminiumschicht sich weiter über die Isolierschichtteile 27, 25 und 24 bis zu einer großflächigen Basiskontaktbefestigungsstelle 44 erstreckt. Die drei inneren Zähne der Basiskontaktelektrode sind symmetrisch zwischen den Zähnen der Emitterkontaktelektrode angeordnet, und der Abstand zwischen den Rändern der parallel verlaufenden Teile der Metallschichten-Zähne 40 und 43 beträgt etwa 5 μπι. Ähnlich liegen die beiden äußeren Zähne der Basiskontaktelektrode, wobei der Abstand zwischen den Rändem der parallel verlaufenden Teile der Metallschichten-Zähne 40 und 43 etwa 5 μπι beträgt. Der Halbleiterkörper weist eine nicht dargestellte großflächige ohmsche Kontaktelektrode an der Kollektorzone auf der von der Oberfläche 23 der epitaktischen Schicht abgekehrten Oberfläche des n⁺-leitenden Trägerkörpers 21 auf, die auf einem Bodenteil eines Gehäuses angebracht ist. Zuleitungen verbinden Pfosten auf dem Gehäuseboden mit den Emitter- und Basisanschluß teilen 41 bzw. 43, an denen sie durch Thermokompression befestigt sind.

Die Herstellung des in den F i g. 9 und 10 dargestellten Planartransistors wird jetzt an Hand der F i g. 1 bis 10 beschrieben.

Es wird von einer Scheibe aus niederohmigem n+-leitendem Silizium (0,01 Ohmcm) mit einem Durchmesser von 2,5 cm ausgegangen, auf der eine 7 μπι dicke η-leitende epitiktische Schicht mit höherem spezifischem Widerstand (2,0 Ohmcm) angebracht ist, in der Phosphor als Donator in einer nahezu gleichmäßigen Konzentration von 2,0 · 10¹⁵ Atomen/cm³ vorhanden ist. Die Oberfläche der epitaktischen Schicht ist so vorbearbeitet, daß sie eine einwandfreie Kristallstruktur aufweist und optisch flach ist. Weil der Ausgangs-Halbleiterkörper eine Scheibe mit einem Durchmesser von 2,5 cm ist, auf der die epitaktische Schicht angebracht ist, werden mehrere Planartransistoren dadurch erhalten, daß nacheinander mehrere Verfahrensschritte durchgeführt werden, bei denen derartige optische Masken Verwendung finden, daß auf der einen Siliziumscheibe mehrere gesonderte Planartransistoren gebildet werden, die später durch Unterteilung der Siliziumscheibe voneinander getrennt werden. Das Herstellungsverfahren wird jetzt an Hand der Bildung eines einzelnen Planartransistors auf der Siliziumscheibe beschrieben, wobei ersehen werden kann, daß jeweils, wenn ein Maskierungsvorgang, ein Ätzvorgang, ein Diffusionsvorgang und zugehörige Vorgänge erwähnt werden, diese Vorgänge auch gleichzeitig für jeden einzelnen von mehreren Planartransistoren auf der Siliziumscheibe vor deren endgültigen Unterteilung durchgeführt werden kann.

Auf der vorbearbeiteten Oberfläche der epitaktischen Schicht läßt man dadurch eine 0,5 μΐη dicke Isolierschicht 24 aus Siliziumoxid aufwachsen, daß der Siliziumkörper 21, 22 zuerst 50 Minuten lang in einer feuchten Sauerstoff atmosphäre und dann 15 Minuten lang in einer trocknen Sauerstoffatmosphäre auf 115° C erhitzt wird.

Eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Ätzmarkenmaterial wird auf die Oberfläche der Siliziumoxidschicht 24 aufgebracht. Mit Hilfe einer optischen Maske wird die Ätzmaskenschicht belichtet, daß ein Gebiet mit Außenabmessungen von 110 · 68 μπι und Innenabmessungen von 86 · 52 um gegen die auffallende Strahlung abgeschirmt ist. Der unbelichtete Teil der Ätzmaskenschicht wird mit einem Entwickler entfernt, so daß in dieser Ätzmaskenschicht eine Öffnung mit den erwähnten Abmessungen entsteht. Der darunterliegende Teil der Siliziumoxidschicht 24, die durch die öffnung in der Ätzmaskenschicht freigelegt worden ist, wird mit einer aus Flußsäure und Ammoniumfluorid bestehenden Flüssigkeit geätzt, bis eine entsprechende Öffnung in der Siliziumoxidschicht 24 entstanden ist, die einen Oberflächenteil der epitaktischen Siliziumschicht 22 freilegt. Die übrigen Teile der Ätzmaskenschicht werden dann durch Kochen in einem Gemisch aus Wasserstoffperoxid und Schwefelsäure entfernt.

Der Siliziumkörper 21, 22 wird in einen Diffusionsofen mit offenem Diffusionsrohr gegeben, das auf der Einlaßseite einen Teil mit vergrößertem Durchmesser hat und auf der Innenseite eine aus Bortrioxid bestehende Glasschicht aufweist. Die Glasschicht ist als Borquelle für die Diffusion in dem freigelegten Oberflächenteil des Siliziumkörpers 21,22 wirksam. Die Bordiffusion ist ein Zweistufenverfahren und besteht aus einer Ablagerungsstufe und einer nachfolgenden sogenannten Eintreibestufe. Die Ablagerung erfolgt dadurch, daß das Diffusionsrohr mit seinem Inhalt 2 Stunden lang auf 900° C erhitzt wird, während trockner Stickstoff über das Bortrioxidglas und dann über den Siliziumkörper 21, 22 geleitet wird. Dadurch lagert sich Bortrioxidglas auf dem freigelegten Oberflächenteil des Siliziumkörpers innerhalb der öffnung in der Isolierschicht 24 ab. Die nachfolgende Eintreibestufe besteht darin, daß das Diffusionsrohr mit seinem Inhalt 20 Minuten lang auf 1180° C erhitzt wird, wobei trockner Sauerstoff über den Siliziumkörper geleitet wird. Durch diesen zweistufigen Bordiffusionsvorgang ergibt sich der Umfangsteil 32 der Basiszone (Fig. 1 und 2), wobei pn-übergang zwischen dem p-leitenden Umfang 32 und der η-leitenden epitaktischen Schicht 22 aus einem Teil 33, der sich parallel zur Oberfläche 23 des Siliziumkörpers in einem Abstand von dieser von etwa 2 μπι erstreckt, und aus einem anschließenden Teil 34 besteht, der in F i g. 2 durch die strichpunktierte Linie angegeben ist und unter der Silizium-

oxidschicht 24 die Oberfläche 23 des Siliziumkörpers erreicht. Die Oberflächenkonzentration des Bors beträgt etwa 2 · 10¹⁹ Atome/cm³. Während dieses Vorganges bildet sich auf dem freigelegten Oberflächenteil des Siliziumkörpers in der Öffnung in der Siliziumoxidschicht 24 ein etwa 0,15 μΐη dicker Isolierschichtteil 25, der aus einem Borsilikatglas besteht. Die Dicke des Isolierschichtteils 24 hat durch die Ablagerung einer dünnen Borsilikatglasschicht auch etwas zugenommen.

Der Siliziumkörper wird aus dem Diffusionsofen genommen, und es wird eine neue lichtempfindliche Ätzmaskenschicht auf die Oberfläche aufgebracht. Diese Schicht wird mit Hilfe einer derartigen optischen Maske belichtet, daß eine rechteckige Fläche von 100 · 60 μΐη, die symmetrisch innerhalb des Außenumfangs des durch die vorherige Öffnung bestimmten Gebiets liegt, gegen die auffallende Strahlung abgeschirmt wird. Der unbelichtete Teil der Ätzmaskenschicht wird mittels eines Entwicklers entfernt, so daß sich in der Ätzmaskenschicht eine rechteckige Öffnung von 100 · 60 μπι ergibt. Dann wird mit dem obenerwähnten Ätzmittel geätzt, wodurch eine entsprechende Öffnung in den Teilen 24 und 25 der Isolierschicht entsteht, die einen Oberflächenteil des Siliziumkörpers mit entsprechender Ausdehnung freilegt.

Der Siliziumkörper wird in einen Diffusionsofen mit offenen Diffusionsrohr gegeben, der ähnlich wie der zuvor beschriebene eine aus Bortrioxidglas bestehende Borquelle aufweist. Es findet während 10 Minuten bei 900° C unter Durchleitung trocknen Stickstoffs eine Ablagerung statt. Eine Oxydation der Oberfläche des Siliziumkörpers und ein Eintreibevorgang werden gleichzeitig dadurch ausgeführt, daß zunächst 150 Minuten feuchter Sauerstoff und dann 10 Minuten trockner Sauerstoff bei einer Temperatur von 1000° C über den Siliziumkörper im Diffusionsofen geleitet wird. Durch diese Bordiffusion ergibt sich ein hochohmiges p-leitendes Basisgebiet 46 (F i g. 3 und 4), der mit P₁ bezeichnet ist und innerhalb des Siliziumkörpers durch den zuvor gebildeten Umfangsteil 32 der Basiszone umgeben wird. Der Teil 35 des pn-Übergangs zwischen dem hochohmigen p-leitenden Basiszonenteil 46 und der n-leitenden epitaktischen Schicht 22 erstreckt sich parallel zur Oberfläche 23 des Siliziumkörpers in einer Tiefe von 0,6 μΐη unter ihr. Dieser pn-Übergangsteil schließt sich an die pn-Übergangsteile 34 und 33 an, und sie bilden zusammen den Basis-Kollektor-Übergang des Planartransistors. Der tiefere Umfangsteil 32 der Basiszone ist vorgesehen, um eine höhere Basis-Kollektor-Übergangs-Durchbruchsspannung BV_CB0 zu erhalten. Während der Diffusion wird auf dem freigelegten Oberflächenteil des Siliziumkörpers ein etwa 0,65 μΐη dicker Isolierschichtteil 26 gebildet, der größtenteils aus Siliziumoxid besteht. Auch die Dicke der Isolierschichtteile 25 und 24 nimmt etwas zu, weil sich auf ihnen eine Siliziumoxidschicht bildet.

Der Siliziumkörper wird aus dem Diffusionsofen genommen, und es wird eine neue lichtempfindliche Ätzmaskenschicht auf der Oberfläche des Siliziumkörpers angebracht. Diese Schicht wird mit Hilfe einer derartigen optischen Maske belichtet, daß ein rechteckiges Gebiet von 100 · 60 μπι, in dem sich vier rechteckige Bezirke von je 5-32 μπι befinden, mit Ausnahme dieser vier Bezirke der auffallenden Strahlung ausgesetzt wird. Der Außenumfang des Gebiets von 100 · 60 μπι entspricht dem Umfang der beim vorhergehenden Arbeitsgang gebildeten rechteckigen Öffnung. Der belichtete Teil der Ätzmaskenschicht wird mittels eines Entwicklers entfernt, so daß in der Ätzmaskenschicht eine rechteckige Öffnung von 100-60 μπι gebildet wird, in der vier rechteckige Bezirke von je 5-32 μπι zurückbleiben. Dann wird mit dem vorerwähnten Ätzmittel geätzt, so daß im Isolierschichtteil 26 eine entsprechende Öffnung entsteht, die einen Oberflächenteil entsprechender Ausdehnung freilegt. Der Siliziumkörper wird in einem Diffusionsofen mit offenen Diffusionsrohr gegeben, der eine Borquelle in Form des vorstehend beschriebenen Bortrioxidglases enthält. Es findet ein Diffusionsprozeß statt, der aus einer Ablagerungsstufe, während der 40 Minuten lang trockner Stickstoff bei 900° C übergeleitet wird, und einer nachfolgenden ersten Eintreibestufe besteht, während der 15 Minuten lang trockner Sauerstoff bei einer Temperatur von 1050° C übergeleitet wird. Der Silizioimkörper wird dann aus dem Diffusionsofen genommen und in einen weiteren Diffusionsofen gegeben, der an einem Ende über Hähne an zwei Flüssigkeitsbehälter angeschlossen ist. Der eine Behälter enthält Tetraäthoxysilan (TÄOS) und der andere Trimethylorthophosphat (TMP), und beide befinden sich auf Zimmertemperatur. Der Siliziumkörper wird im Diffusionsrohr auf 750° C gehalten, und die Vakuumleitung sowie der Hahn zum TÄOS-Behälter werden 80 Minuten lang geöffnet, wobei während 40 der 80 Minuten auch der Hahn zum TMP-Behälter geöffnet ist. Die Dämpfe der beiden flüchtigen Flüssigkeiten werden durch die Wärme im Diffusionsrohr zerlegt, und es bildet sich auf der Oberseite des Siliziumkörpers über der während der vorhergehenden Ablagerungs- und ersten Eintreibestufe gebildeten Schicht aus Siliziumoxidglas eine Schicht aus Phosphorsilikatglas. Der Siliziumkörper wird dann wieder in einen Diffusionsofen mit offenem Diffusionsrohr gegeben, und es wird ein zweiter Eintreibevorgang durchgeführt, bei dem während 15 Minuten bei einer Temperatur von 1050⁰C trockner Sauerstoff übergeleitet wird. Dadurch entsteht ein niederohmiger p-leitender Basisbereich 37 (Fig. 5 und 6), der innerhalb des vorher gebildeten hochohmigen p-leitenden Gebiets 46 der Basiszone liegt. Die Diffusionsfront der letzteren Diffusion erstreckt sich in den Siliziumkörper hinein in eine Tiefe von 0,4 μπι von der Oberfläche 23 des Siliziumkörpers und wird in F i g. 6 durch die gestrichelten Linien 48 angegeben. Die Borkonzentration an der Oberfläche des Bereiches der Basiszone 37 beträgt etwa 10²⁰ Atome/cm³. Die F i g. 5 und 6 zeigen den Siliziumkörper nach diesem Vorgang der Bordiffusion und Ablagerung von Phosphorsilikatglas. Der niederohmige Bereich 37 der Basiszone, der im Siliziumkörper innerhalb des Umfangsteils 32 der Basiszone ein Netzwerk bildet, wird mit F, bezeichnet. Während dieser Verfahrensstufe bildet sich ein etwa 0,35 μπι dicker, aus einem Phosphorsilikatglas bestehender Isolierschichtteil 27 auf dem freigelegten Oberflächenteil des Siliziumkörpers. Die Dicke der zurückbleibenden Isolierschichtteile 24, 25 und 26 nimmt infolge des Überzugs mit einer Glasschicht der erwähnten Zusammensetzung auch um etwa 0,35 μπα zu.

Der Siliziumkörper wird aus dem Diffusionsofen genommen, und es wird auf der Oberfläche eine neue Schicht aus einem lichtempfindlichen Ätzmasken-

material angebracht. Diese Schicht wird mit Hilfe einer solchen optischen Maske belichtet, daß vier parallel verlaufende rechteckige Bezirke von je 9 · 36 Lim, deren einander zugekehrte Seiten im Abstand von 11 μΐη voneinander liegen und die jeweils symmetrisch oberhalb eines jeden Oberflächenteils angeordnet sind, an dem das hochohmige Basisgebiet 46 an die Oberflächen kommt, der auffallenden Strahlung ausgesetzt werden. Die belichteten Teile der Ätzmaskenschicht werden mit einem Entwickler entfernt, so daß in der Ätzmaskenschicht vier rechteckige Öffnungen von je 9 · 36 μπι entstehen. Es wird mit dem zuvor erwähnten Ätzmittel geätzt, so daß in den Isolierschichtteilen 26 und 27 entsprechende Öffnungen gebildet werden, durch die vier Oberflächenteile des Siliziumkörpers mit entsprechendem Flächeninhalt freigelegt werden.

Der Siliziumkörper wird in einer Zone eines Diffusionsofens vom Zweizonentyp angeordnet, wobei die andere Zone Phosphorpentoxid enthält, das auf einer Temperatur von 210° C gehalten wird. Der Siliziumkörper wird 15 Minuten lang auf 970° C gehalten, während trockner Stickstoff zunächst über das Phosphospentoxid und dann über den Siliziumkörper geleitet wird. Während dieses Diffusionsvorganges diffundiert Phosphor in die vier freigelegten Oberflächenteile, so daß vier η-leitende Emitterzonen 29 (Fig. 7 und 8) entstehen, wobei jeder Emitter-B asis-Ubergang einen Teil 30, der in einem Abstand von 0,35 μΐη von der Oberfläche 23 des Siliziumkörpers parallel zu dieser verläuft, und einen anschließenden Teil 31 hat, der unter dem Isolierschichtteil 27 an die Oberfläche kommt. Während der Phosphordiffusion wird die Diffusion des Bors im Basisbereich 37 mit niedrigerem spezifischen Widerstand (P₂) an den Stellen unter den freigelegten Oberflächenteilen gesteigert, so daß Teile der Bordiffusionsfront 48 vorgeschoben werden und der Basisbereich 37 mit niedrigerem spezifischem Widerstand selektiv, nämlich unterhalb der freigelegten Oberflächenteile weiter in den Siliziumkörper vorgeschoben wird. Die Diffusionsbedingungen sind derartig, daß die Steigerung der Bordiffusion diesen Basisbereich in den Teilen unterhalb des Emitter-Basis-Überganges völlig bis zum vorher gebildeten Teil 35 des Kollektor-Basis-Übergangs ausdehnt. Dadurch bilden sich ein erster hochohmiger Basisbereich 36 (mit F₁ bezeichnet), der unter einem mittleren Teil des Teils 30 eines Emitter-Basis-Übergangs liegt, und ein diesen umgebender äußerer zweiter Basisbereich 37 mit niedrigerem spezifischem Widerstand (mit P₂ bezeichnet), der unter einem äußeren Teil des Teils 30 des Emitter-Basis-Übergangs liegt und sich ferner unter dem Isolierschichtteil 27 bis zur Oberfläche 23 des Siliziumkörpers erstreckt. Fünf weitere hochohmige dicke Basisbereiche 38 (die auch mit P₁ bezeichnet sind) bleiben auch zurück.

Die Oberflächenkonzentration des diffundierten Phosphors beträgt 1 · 10²¹ Atome/cm³. Während der Phosphordiffusion wird auf den vier freigelegten Oberflächenteilen des Siliziumkörpers eine sehr dünne Schicht eines Phosphorsilikatglases gebildet. Der Siliziumkörper wird aus dem Diffusionsofen genommen und das Phosphorsilikatglas durch Lösen in verdünnter Flußsäure entfernt. Der Siliziumkörper wird dann wieder in einen Diffusionsofen gegeben, um mit Tetraäthoxysilan (TÄOS) eine Behandlung durchzuführen, wobei der Siliziumkörper während 40 Minuten in der TÄOS-Atmosphäre auf 750° C erhitzt wird. Dadurch wird eine 0,2 μπι dicke Isolierschicht 28 aus Siliziumoxidglas auf den erneut freigelegten Oberflächenteilen des Siliziumkörpers und auf den zurückgebliebenen Isolierschichtteilen 24, 25 und 27 abgelagert.

Es wird eine neue lichtempfindliche Ätzmaskenschicht auf die Oberfläche aufgebracht und mit Hilfe einer derartigen optischen Maske belichtet, daß vier

ίο parallel verlaufende rechteckige Bezirke von je 5 · 32 μπι, die jeweils symmetrisch über dem von einer Emitterzone 29 eingenommenen Gebiet angeordnet sind, sowie fünf parallel verlaufende rechteckige Bezirke von je 5-36 μπι, die sich mit den vier anderen Bezirken abwechseln und sich über dem Gebiet erstrecken, das vom zweiten Basisbereich 37 mit niedrigerem spezifischem Widerstand eingenommen wird, gegen die auffallende Strahlung abgeschirmt werden. Die unbelichteten Teile der Ätzmaskenschicht werden mit einem Entwickler entfernt, so daß in dieser Schicht vier Öffnungen von je 5 · 32 μπι und fünf Öffnungen von je 5-36 μπα entstehen. Durch Ätzen mit dem vorerwähnten Ätzmittel werden in den Isolierschichtteilen 28 und 27 entsprechende Öffnungen gemacht. Danach werden die übrigen Teile der Ätzmaskenschicht beseitigt.

Auf die ganze obere Fläche des Siliziumkörpers wird Aluminium aufgedampft, das eine 0,3 μπι dicke Schicht bildet, die sich in den vier Öffnungen von je 5-32 μΐη, in den fünf Öffnungen von je 5-36 μΐη und über die Isolierschichtteile 28, 27, 25 und 24 erstreckt. Die Oberfläche der Aluminiumschicht wird mit einem lichtempfindlichen Lack bedeckt. Die Lackschicht wird mit Hilfe einer derartigen optischen Maske belichtet, daß ein interdigitales Muster, das aus einem Satz aus 4 μπι breiten Zähnen, die sich über die zuvor gebildeten Öffnungen von je 5 · 32 μπι erstrecken, und aus einem weiteren Satz aus 5 μπι breiten Zähnen besteht, die sich über die vorher gebildeten Öffnungen von je 5-36 um erstrecken, gegen die auffallende Strahlung abgeschirmt wird. Die belichteten Teile der Lackschicht werden dann mittels einer schwachen Kaliumhydroxidlösung entwickelt. Die nicht durch die Lackschicht geschützten Teile der Aluminiumschicht werden dann in Orthophosphorsäure gelöst, wodurch sich eine interdigitale Elektrodenanordnung ergibt, wie es in den F i g. 9 und 10 dargestellt ist, die eine ohmsche Emitterkontaktelektrode, die aus einer Aluminiumschicht mit vier Zähnen 40 besteht, die in einem Emitteranschlußteil 41 an einer Befestigungsstelle auf dem Isolierschichtteil 24 enden, und eine ohmsche Basiskontaktelektrode, die aus einer Aluminiumschicht mit fünf Zähnen 43 besteht, die in einem Basisanschlußteil 44 an einer Befestigungsstelle auf dem Isolierschichtteil 24 enden, umfaßt. Der übrige Teil des Lacks wird in Azeton gelöst.

Die Siliziumscheibe wird dann in eine Vielzahl einzelner Scheibchen mit Planartransistoren unterteilt.

Die Siliziumscheibchen werden mit ihrer n⁺-leitenden Seite auf einem Bodenteil der Gehäuse angebracht. Durch Thermokompression werden Drähte an dem Emitteranschlußteil 41 und an dem Basisanschlußteil 44 befestigt, während die anderen Enden der Drähte mit Pfosten am Umfang des Gehäusebodens verbunden sind. Der Planartransistor wird dann dadurch eingekapselt, daß ein haufenförmiger Gehäuseteil luftdicht über den Bodenteil gestülpt wird.

F i g. 11 ist eine Draufsicht auf die Oberfläche eines Teils des Siliziumkörpers eines Mehremitternpn-Siliziumplanartransistors gemäß der Erfindung, der eine Abänderung der Ausführungsform nach den F i g. 9 und 10 ist, wobei entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Bei diesem Planartransistor nach der Fig. 11 beträgt der Flächeninhalt des Innenteils der Basiszone etwa das Dreifache desjenigen des Innenteils der Basiszone des vorstehend an Hand der F i g. 9 und 10 beschriebenen Planartransistors, und dieser Innenteil liegt innerhalb eines tief diffundierten, sich am Umfang erstreckenden p-leitenden Teils der Basiszone, wobei der Teil 34 des Kollektor-Basis-Überganges, der gestrichelt dargestellt ist, an der Oberfläche des SiIi-

ziumkörpers unter dem Isolierschichtteil 24 mündet. Die ineinander eingreifenden Emitter- und Basiskontaktelektroden bestehen aus drei Einheiten, deren jede etwa gleich groß ist wie das Kontaktelektrodenmuster des vorstehend beschriebenen Planartransistors nach den F i g. 9 und 10. Jede Einheit weist einen großflächigen Emitteranschlußteil 41 und einen großflächigen Basisanschlußteil 44 auf, wobei in dieser Ausführungsform des Planartransistors die sämtlichen Basiselektrodenzähne untereinander und mit den drei Basisanschlußteilen 44 verbunden sind. Die Herstellung dieses Planartransistors entspricht derjenigen des vorstehend beschriebenen, wobei größere Masken für die photolithographischen Verfahren benutzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

409 523/308

Claims

Patentansprüche:

1. Planartransistor mit einem Halbleiterkörper (21, 22) von im wesentlichen einem Leitungstyp, in dem die Kollektorzone (22) von diesem einen ersten Leitungstyp liegt und der mehrere diffundierte Emitterzonen (29) von dem ersten Leitungstyp enthält, die sich von einer ebenen Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) aus in den Halbleiterkörper (21, 22) erstrecken und im Halbleiterkörper (21, 22) durch eine diffundierte Basiszone (32, 36, 37, 38) von dem zweiten zu dem ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyp umgeben werden, wobei die Emitter-Basis-Übergänge (30, 31) und ,der Kollektor-Basis-Ubergang (33, 34, 35) an der einen ebenen Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) unter einer haftenden schützenden Isolierschicht (24, 25, 27, 28) auf der einen ebenen Oberfläche (23) münden, und mit ohmschen Kontaktelektroden (40, 41; 43, 44) an den Emitterzonen (29) und der Basiszone (32, 36, 37, 38) in öffnungen in der Isolierschicht (24, 25, 27, 28) an den Stellen, an denen diese Zonen die eine ebene Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) erreichen, wobei die ohmschen Kontaktelektroden (40, 41) an den Emitterzonen (29) aus einer ersten Metallschicht (40, 41) bestehen, die mehrere Ansätze (40) aufweist, von denen jeder in einer Öffnung in der Isolierschicht

(28) an einer Stelle liegt, an der eine Emitterzone

(29) die eine ebene Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) erreicht und sich in Vereinigung mit den anderen Ansätzen (40) der ersten Metallschicht (40, 41) weiter über die Isolierschicht (24, 25, 27, 28) erstreckt, und die ohmschen Kontaktelektroden (43, 44) an der Basiszone (32, 36, 37, 38) aus der zweiten Metallschicht (43, 44) bestehen, die mehrere Ansätze (43) aufweist, von denen jeder in einer Öffnung in der Isolierschicht (27) an einer Stelle liegt, an der die Basiszone (32, 36, 37, 38) die eine ebene Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) erreicht, und sich in Vereinigung mit den anderen Ansätzen (43) der zweiten Metallschicht (43, 44) weiter über die Isolierschicht (24, 25, 27, 28) erstrecken, und die Ansätze (40) der als Emitterkontaktelektroden wirksamen ersten Metallschicht (40, 41) in die Ansätze (43) der als Basiskontaktelektroden wirksamen zweiten Metallschicht (43, 44) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die diffundierten Emitterzonen (29) innerhalb des Halbleiterkörpers (21, 22) von einem diffundierten Innenteil (36, 37, 38) der Basiszone (32, 36, 37, 38) umgeben werden, der innerhalb des Halbleiterkörpers (21, 22) von einem an den Innenteil (36, 37, 38) anschließenden, tiefer als dieser diffundierten Umfangsteil (32) der Basiszone (32, 36, 37, 38) umgeben wird, wobei der Teil (35) des Kollektor-Basis-Überganges (33, 34, 35) zwischen der Kollektorzone (22) und dem Basiszonen-Innenteil (36, 37, 38) im wesentlichen parallel zu der einen ebenen Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) und in einem Abstand von dieser Oberfläche (23) von höchstens 1 μΐη verläuft und der Teil (33) des Kollektor-Basis-Überganges (33,34,35) zwischen der Kollektorzone (22) und dem Basiszonen-Umfangsteil (32), der ebenfalls parallel zu der einen ebenen Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) verläuft, einen Abstand von dieser Oberfläche (23) von mindestens 2 μπι aufweist, und daß die ohmschen, zwischen Emitterzonen liegenden Kontaktelektroden (43, 45) an der Basiszone (32, 36, 37, 38) diese an Stellen kontaktieren, an denen der Basiszonen-Innenteil (36, 37, 38) die eine ebene Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) erreicht.

ίο

2. Planartransistor nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß er mehrere parallel verlaufende Emitterzonen (29) mit im wesentlichen rechteckigem Umriß aufweist und daß die Emitterkontaktelektroden (40) und die Basiskontaktelektroden (43) in nahezu rechteckigen Öffnungen in der Isolierschicht (27, 28) liegen.

3. Planartransistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand auf der einen ebenen Oberfläche (23) des Halbleiterkör-

pers (21, 22) zwischen einander zugekehrten Rändern einer Basiskontaktelektrode (43) und einer Emitterzone (29) höchstens 3 μΐη beträgt.

4. Planartransistor (Fig. 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter- und die Basiskontaktelektroden (40; 43) mehrere Einheiten bilden, die je einen großflächigen Emitteranschlußteil (41), der auf der Isolierschicht (24, 25, 27, 28) liegt und mit einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Emitterkontaktelektroden (40) verbunden ist, sowie einen großflächigen Basisanschlußteil (44) aufweisen, der auf der Isolierschicht (24, 25, 27) liegt und mit den zwischen diesen Emitterkontaktelektroden (40) liegenden Basiskontaktelektroden (43) verbunden ist.

5. Planartransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiszonen-Innenteil (36, 37, 38) mehrere erste Basisbereiche (36) mit hohem spezifischem Widerstand, die je unter einem mittleren Teil desjenigen Teiles (30) eines Emitter-Basis-Überganges (30, 31) liegen, der nahezu parallel zu der einen ebenen Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) verläuft, und mehrere zweite Basisbereiche (37) mit niedrigerem spezifischem Widerstand enthält, die jeweils die ersten Basisbereiche (36) umgeben und unter äußeren Teilen derjenigen Teile (30) des Emitter-B asis-Uberganges (30, 31) liegen, die nahezu parallel zu der ebenen Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) verlaufen, die zweiten Basisbereiche (37), die eine Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) erreichen, und an den Stellen, an denen die zweiten Basisbereiche (37) die Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) erreichen, die ohmschen Kontaktelektroden (43) die Basiszone (32, 36, 37, 38) kontaktieren.

6. Planartransistoren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (21, 22) aus Silizium besteht.

7. Planartransistor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21,22) haftende schützende Isolierschicht (24, 25, 27, 28) aus Siliziumoxid besteht.