DE1614265C3

DE1614265C3 - Planartransistor

Info

Publication number: DE1614265C3
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: 1975-01-23
Also published as: JPS4943828B1; CH479953A; DE1614265A1; GB1153496A; DE1614265B2; ES343342A1; BE701769A; NL6710040A; SE314444B; AT299310B

Description

Die Erfindung betrifft einen Planartransistor mit einem Halbleiterkörper von im wesentlichen einem t.eitungstyp. 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 Oberllüche 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 KoI-lektor-Basis-Ühergang an der einen ebenen Oberfläche des Halbleiterkörper unter einer haftenden schützenden Isolierschicht auf der einen ebenen Oberfläche münden, und mit ohmschen Kontaktelektroden an den Emitterzonen und der Basiszone in öffnungen in dir 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 «ionen jeder in einer öffnung in der Isolierschicht an einer Stelle liegt, an der eine Emitterzone die eine fbene Oberfläche des Halbleiterkörper erreicht und lieh in Vereinigung mit den anderen Ansätzen der ersten Metallschicht weiter über die Isolierschicht er-Itreckt, 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 tier die Basiszone die eine ebene Oberfläche des Halbleiterkörper erreicht, und sich in Vereinigung mit den anderen Ansätzen der zweiten Metallschicht weiter über die Isolierschicht erstrecken, und die Ansätze der als Emitierkontaktelektroden wirksamen ersten Metallschicht in die Ansätze der als Basiskontakt- «lektroden wirksamen zweiten Metallschicht eingreifen.

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

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

Beim Betrieb eines Transistors mit einem Basissteuerstrom in der Vorwärtsrichtung/«) O tritt über der Basiszone ein durch den durchfliegenden Baiiisstrom hervorgerufener Querspannungsabfall auf.

Wenn angenommen wird, daß die äußere Emitterspannung gleichmäßig über dem ganzen Emitter-Basis-Übergang liegt, so bewirkt der Querspannungsabfall, daß der Potentialuiiterschied 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 Halbleiterkörper Hegt. Mit zunehmendem Basissteuerstrom drängt sich der Strom zu dem Teil des Emitter-Basis-Überganges hin zusammen, der der Basiskontaktelektrode am nächsten liegt. Dieser Stromzusammendrängungseffek». hängt unter anderem vom spezifischen Widerstand der Basiszone ab, weil bei höherem spezifischen Widerstund der Basiszone tür einen bestimmten Strom ei-> höherer Querspannungsabfall auftritt.

Bei Planartransistoren ist der Stromzusammendräiigungseffekt eine als wichtig zu berücksichtigende Erscheinung, wenn Bauelemente mit großer Leistung hergestellt werden sollen. Um bei soichen Bauelementen die erwünschten charakteristischen Eigenschaften zu erlangen, muß wegen des genannten Zusammendrängungselfektes das Verhältnis zwischen Umfang und Flächeninhalt der Emitter/one 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 interdigiiale Anordnung erhalten. Eine intcrdigitale Elektrodenanordnung kann auch mit mehreren parallel verlaufenden gesonderten Emitterzonen mit rechteckigem Umriß gebildet werden, die durch Zähne der ohmschen Emitterkontuktelektrode 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 bestellt 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 Emitterzoner, auf der Isolierschicht liect. miteinander verbunden werden.

!Zs ist ein Planartransistor bekannt, bei dem die

Basiszone ai's einem tief diffundierten nicderohmigen Teil besteht, der an einen flach diffundierten höherohmigen Teil anstößt und ihn umgibt. Innerhalb dieses höherohmigcn Teiles liegt eine Emitterzone, wobei der B?:.iskontakt auf einem Oberfläclvjnteil des lief (!',!fundierten niederohmigcn Teiles angebracht ist.

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

Es ist weiter ein Mehremitterplanartransistor bekannt, bei dem ein tief diffundierter niedcrohmiger Uasiszoncnteil eine Gitterform im Halbleiterkörper aufweist und in den Oitteröffnungen flach diffundierte Basiszonenteile lireen. in denen sich eine Emitter

zone oder mehrere Emitterzonen befinden, wobei die Basiskontaktelcktrode auf der Oberfläche des tief diffundierten niederolnnigcn Basisgitterteils angebracht ist, und die Emitterkontaktelcktrode aus einer Metallschicht bestellt, die einen gemeinsamen Kontakt mit mehreren Emitterzonen bildet und zwischen benachbarten Emitterzonen auf der Isolierschicht liegt. Wenn der tief diffundierte Basisgilterteil z. B. 5 |im tief unter der Oberfläche des Halbleiterkörper reicht, muli die Breite eines Gittersteges an der Oberfläche des Halbleiterkörpers 8 μπι betragen, während wegen der Tatsache, daß bei der Diffusion des Dotierungsstoffcs in den Halbleiterkörper zur Bildung des Basisgittcrteils dieser Dotierungsstofl in seitlicher Richtung diffundiert, allgemein eine Breite von mindestens 15 um erhalten wird. Das Vorhandensein des Basisgittertcils im Halbleiterkörper bedeutet somit eine Beschränkung der Zahl der Emitterzonen, die bei einem Transistor solcher Bauart in einem Halbleiterkörper mit einem bestimmten Flächeninhalt gebildet werden können.

Um bei einem Planartransistor eine hohe Grenzfrequenz zu erhalten, ist es erwünscht, daß die Emitter- und Basisdiffusioncn sehr flach und die Basisbreiten sehr klein sind, d. h., die Basisdiffusion muß derartig ausgeführt sein, daß der Kollcktor-Basis-Ubergang höchstens 1 (im unter der einen Oberfläche des Halbleiterkörpers liegt. Es hat sich herausgestellt, daß Transistoren mit solchen Tiefen des Kollcktor-Basis-Überganges eine niedrige Kollcktor-Basis-Ubergangs-Durchbruchsspannung aufweisen. Die Durchbruchsspannung eines pn-Überganges wird unter Vernachlässigung etwaiger Oberflächeneffekte dann erreicht, wenn das maximale Feld in der zum pn-übergang gehörenden Verarmungsschicht größer ist als das Durchbruchsfeld im Halbleitermaterial. Das maximale Feld in der Verarmungsschicht errechnet sich durch Lösen der Poissonschcn Gleichung, welche die Beziehung zwischen der Spannung und der Ladung in der Verarmungsschicht angibt. Die Poissonschc Gleichung wird im allgemeinen für den Fall gelöst, daß die Zusammenhänge senkrecht zu der ebenen Oberfläche des Halbleiterkörper von Interesse sind, durch die Bildung des pn-Überganges ein Dotierungsi-toff eindiffundiert worden ist. Wenn der pn-übergang dadurch gebildet wird, daß ein Dotierungsstoff in einen freigelegten Oberflächenteil einer ebenen Oberfläche eines Halbleiterkörpers cindiffudicrt wird, der auf der Oberfläche eine derartige haftende schirrende Isolierschicht hat. daß der Rand des pn-Uberganges unter dieser Isolierschicht an der einen ebenen Oberfläche mündet, ist am Rand des pn-Uberganges die eindimensionale Lösung keine gute Annäherung. Deshalb muß die Poissonsche Gleichung in Polarkoordinaten gelöst werden. Diese Lösung zeigt eine niedrigere Durchbruchsspannung in den gekrümmten Gebieten des pn-Überganges. wobei die Durchbnichsspannung mit zunehmender Krümmung abnimmt. Bei npn-Siliziumplanartransistoren ist die Basis-Kollektor-Übergang-Durchbruchsspannung BV_CBO bei offener Emitterelektrode in Abhängigkeit vom Halbmesser r der Krümmung desjenigen Randteiles des pn-Überganges, der zwischen der Oberfläche und dem parallel zur Oberfläche verlaufenden anschließenden Teil des pn-Überganges liegt, gemessen worden. Bei einem Siliziumkörper mit einem spezifischen Widerstand von 1 Ohmcm ist ein typischer Wert von BV_rnn, wenn r gleich 0,5 um ist, 35 Volt, während wenn r gleich 2,0 (im ist, BV_ai0 45 Volt beträgt. Entsprechende Zahlen für die gleichen Werte von r sind in Silizium mit einem spezifischen Widerstand von 2,5 Ohmcm 40 Volt bzw. 70 Volt. Oberflächencffekte, die im wesentlichen unabhängig von r sind, sind dabei nicht berücksichtigt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mchrcmittcrplanartransistor mit einer Tiefe des Kollektor-Basis-Überganges von höchstens 1 μιη wirk-

U) samen Gebiet des Transistors anzugeben, bei dem die Kollektor - Basis - Übergangs-Durehbruchsspannung BV(Hi) höher ist, als dies bei bekannten Transistoren mit solchen Ubergangsticfen der Fall ist, und bei dem der Basisbahnwiderstand r_W) niedrig genug gehalten wird, ohne daß ein niederohmiges tief diffundiertes Basisgitterteil zwischen den Emitterzonen vorgesehen ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Planartransistor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die diffundierten Emitterzonen innerhalb des Halbleiterkörper von einem diffundierten Innenteil der Basiszone umgeben werden, der innerhalb des Halbleiterkörpers von einem an den Innenteil anschließenden, tiefer als dieser diffundierten Umfangsteil der Basiszone

»5 umgeben wird, wobei der Teil des Kollektor-Basis-Übergangcs zwischen der Kollektorzone und dem Basiszonen-Innenteil im wesentlichen parallel zu der eine:·, ebenen Oberfläche des Halbleiterkörper und in einem Abstand von dieser Oberfläche von höchstens 1 μηι verläuft und der Teil des Kollcktor-Basis-Uberganges zwischen der Kollektorzone und dem Basiszonen-Umfangsteil, der ebenfalls parallel zu der einen ebenen Oberfläche des Halbleiterkörper verläuft, einen Abstand von dieser Oberfläche von mindcstens 2 μηι aufweist, und daß die ohmschcn, zwischen Emitterzonen liegenden Kontaktelektrodcn an der Basiszone diese an Stellen kontaktieren, an denen der Basis-Innenteil die eine ebene Oberfläche des Halblciterkörpers erreicht.

Bei einem solchen Planartransistor ergibt die Anbringung des tiefer diffundierten Basiszonen-Umfangsteiles einen ausreichend hohen Wert von BV₁ _no, und die Lage der Basiskontaktelektrode auf der Oberfläche des Innenteiles der Basiszone in kammartigem Eingriff mit der Emitterkontaktelektrode ergibt einen ausreichend niedrigen Wert von r_hh. Der tiefer diffundierte Umfangsteil der Basiszone erhöht den Wert von r,,_h an der Stelle, wo der Basis-Kollektor-Übergang zwischen dem Basiszonen-Umfangsteil und der Kollektorzonc an der einen ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers mündet, und ergibt somit einen höheren Wert von BV_cnn, als er bei einem Transistor mit der erwähnten geringen Tiefe des Basis-Kollektor-Übergangs und mit nur einer nicht unterteilten Basiszone erhalten würde. Weil ferner die Basiskontaktelektrode auf der Oberfläche des Innenteiles der Basiszone vorgesehen ist, ist der spezifische Widerstand des tief diffundierten Umfangteiles der Basiszone nicht kritisch.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Planartransistors nach der Erfindung ist der Planartransistor mit mehreren parallel verlaufenden Emitterzonen mit im wesentlichen rechteckigem Umriß vergehen, wobei die Emitterkontaktelektroden und die Basiskontaktelektroden in nahezu rechteckigen öffnungen in der Isolierschicht liegen.

Der Abstand auf der einen ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers zwischen einander zugekehrter

Rändern einer Hasiskontnktclcktrodc und einer Emit- 23. auf eier eine haftende schützende Isolierschicht lerzone beträgt höchstens 3 μηι. aus Siliziumoxid vorgesehen ist, die aus den Teilen Bei einem Planartransistor nach der Erfindung 24. 25. 27 und 28 besteht. Von der Oberfläche 23 her können die Emitter- und die Basiskontaktelektroden erstrecken sich in die epitaktische Schicht 22 hinein mehrere Einheiten bilden, die je einen großflächigen 5 vier gesonderte n-lcitende Emitterzonen 29 mit EmiUcranschlußtcil, der auf der Isolierschicht liegt rechteckigem Querschnitt und einem Flächeninhalt und mit einer Anzahl von aufeinanderfolgenden von je etwa 9-36 um, wobei der Abstand zwischen Emitterkontaktclcklroden verbunden ist, sowie einen ihren einander zugekehrten Rändern etwa 11 (im begR'Oflächigen Basisanschlußteil aufweisen, der auf der trägt. Die Emitterzonen 29 werden im Halbleiterkörisolierschicht liegt und mit den zwischen diesen Emit- ίο per von einer p-leitenden Basiszone umgeben, und tcrkontaktelcktroden liegenden Basiskontaktelektro- jeder Emitter-Basis-Übergang hat einen ersten Teil den verbunden ist. 30. der parallel zur Oberfläche 23 in einem Abstand Der Basiszonen-Innenteil kann mehrere erste Basis- von dieser von 0,35 (im verläuft, und einen anbcreichc mit hohem spezifischen Widerstand, die je schließenden zweiten Teil 31, der sich unter einer Isounter einem mittleren Teil desjenigen Teiles eines 15 lierschichl 27 bis zur Oberfläche 23 erstreckt. Die Emitter-Basis-Überganges hegen, der nahezu parallel Basiszone hat einen am Umfang liegenden p-leitenzu der einen ebenen Oberfläche des Halbleiterkörper den Teil 32, der mit P_n bezeichnet ist. Der pn-Überverläuft, und mehrere zweite Basisbereiche mit nie- gang zwischen dem Umfangsteil 32 der Basiszone drigerem spezifischem Widerstand enthalten, die je- und der η-leitenden Kollektorzone in der epitakweils die ersten Basisbereiche umgeben und unter 20 tischen Schicht 22 hat einen parallel zur Oberfläche 23 äußeren Teilen derjenigen Teile des Emitter-Basis- des Haloleiterkörpers in einem Abstand von etwa Überganges liegen, die nahezu parallel zu der ebenen 2 |im von dieser verlaufenden Teil 33 und einen anOberfläche des Halbleiterkörpers verlaufen, die zwei- schließenden, sich unter der Isolierschicht 24 bis zur ten Basisbereiche die eine Oberfläche des Halbleiter- Oberfläche 23 erstreckenden Teil 34. Der Umfangskörpers erreichen, und an den Stellen, an denen die as teil 32 der Basiszone hat rechteckigen Querschnitt, zweiten Basisbereichc die Oberfläche des Halbleiter- wobei der pn-Übergangsteil 34 strichpunktiert im körpers erreichen, die ohmschen Kontaktelektroden Umriß in Fig. 9 angegeben ist. Er hat äußere Abdie Basiszone kontaktieren. mcssungen von etwa 114 ■ 72 μπι sowie Innenabmes-Der Halbleiterkörper eines Planartransistors nach sungen von etwa 82-48 (im, wobei die Breite des der Erfindung besteht vorzugsweise aus Silizium. 30 Umfangsteiles 32 der Basiszone im Schnitt nach Die auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers hai- Fig. 10 etwa 16 μίτι beträgt. Die Akzeptorobertendc schützende Isolierschicht besteht vorzugssvcise flachcnkonzcntration des Umfangstcilcs 32 beträgt aus Siliziumoxid. etwa 2 · ΙΟ¹⁹ Atome/cm³. Der übrige Teil der Basis-Ausführungsbcispicle des Planartransistors nach zone liegt innerhalb des Umfangstciles 32, wobei ein der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt 35 Teil 35 des Basis-Kollektor-Überganges parallel zur und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt Oberfläche 23 des Halbleiterkörpers in einem Ab-Fig. 1 bis 10 die Herstellung eines npn-Mehr- stand von 0.6um von dieser verläuft. Die Basiszone emitter-Sili/ium-PlanartranMstors gemäß der Erfin- besteht weiter aus vier ersten, hochohmigen Bereichen dung, wobei die 1- i g. 1 und 2, 3 und 4, 5 und 6 so- 36. die mit P₁ bezeichnet sind und unter einem mittwie 7 und 8 jeweils einen gerade unter der Ober- 4° leren Teil der Teile 30 der Emitter-Basis-Übergänge fläche geführten waagerechten Schnitt durch einen liegen, und aus einem zweiten Bereich 37 mi; niedri-Teil des Halbleiterkörper« bzw. einen senkrechten gerem spezifischen Widerstand, der die ersten, hoch-Schnitt durch einen Teil des Halbleiterkörpers wan- ohmigen Bereiche 36 umgibt, unter den äußeren Teirend aufeinanderfolgender Stuicn der Herstellung len der Teile 30 der Emitter-Basis-Übergänge liegt des Planartransistors darstellen, während die Fi g. 9 45 und sich weiter bis zur Oberfläche 23 des Halbleiterund 10 eine Draufsicht auf bzw. einen senkrechten körpers erstreckt. Der zweite Basisbereich 37 mit nie Schnitt durch einen Teil des Halbleiterkörpers wäh- drigerem spezifischen Widerstand ist mit P₂ bezeichrend einer nachfolgenden Stufe der Herstellung dar- net. Die Basiszone umfaßt ferner fünf weitere hochstellen, ohmige dicke Bereiche 38, die rechteckig und eben-F i g. 11 eine Draufsicht auf einen Teil eines Halb- 50 falls mit P, bezeichnet sind. Die Akzeptoroberflächenleiterkörpers eines weiteren Beispieles eines npn - konzentration des zweiten Basisbereiches 37 beträgt Mehremitter-Silizium-Planartransistors gemäß der Er- etwa IQ²⁰ Atom.'cm³, und die Akzeptorkonzentration findung, im zweiten Basisbereich 37 in einer Tiefe von 0,35 μπι Zunächst wird der in den Fig. 9 und 10 darge- unter der Oberfläche 23 an den Seiten der Emitterstellte Planartransistor beschrieben, wonach seine 55 zonen 29, d. h. in der gleichen Tiefe wie der Teil 30 Hersiellung an Hand der Fig. 1 bis 10 in Einzelhei- der Emitter-Basis-Übergänge, beträgt 2 · 10^1β Atome/ ten beschrieben wird. Dann wird der in Fig. 11 dar- cm³, während die Akzeptorkonzentration am äußeren gestellte Planartransistor kurz beschrieben. Teil des Teiles 30 der Emitter-Basis-Übergänge min-Der Planartransistor nach den Fig. 9 und 10 destens 10¹⁸ Atome'cm³ beträgt. Die Akzeptorkonist ein npn-Silizium-Epitaxialplanartransistor mit 60 zentration im ersten hochohmigen Basisbereich 36 it einer interdigitalen Elektrodenanordnung. Er be- einer Tiefe von 0,35 um unter der Oberfläche, d. h steht aus einem η+-leitenden Siliziumkörper 21 von an der Stelle des mittleren Teiles des Teiles 30 dei 700 · 700 · 125 um mit einem spezifischen Widerstand Emitter-Basis-Übergänge, beträgt 6· 10¹⁰ Atome/cm^s von 0.01 Ohmcm. auf dem eine 7 μΐη dicke n-Ieitende Die Donatoroberflächenkonzentration deT Emitter epitaktische Schicht 22 mit einem spezifischen 65 zonen 29 beträgt 1 · TO²¹ Atome/cm³. Jeder erste Widerstand von 2,0 Ohmcm und einer Donatorkon- hochohmige Basisbereich 36, der unter dem mittlere! zentration von 2- 10^IS Atomen/cm³ angebracht ist. Teil des Teiles 30 der Emitter-Basis-Übergänge liegt Die epitaktische Schicht 22 hat eine ebene Oberfläche ist rechteckig und hat Abmessungen von etw;

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ίο

5·32 μΐη. Der zweite Basisbercich 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 Lange von gerade unter 2 um hat. Auf der Oberfläche 23 des Halbleiterkörpers und auf der Oberfläche der Isolierschichtteile 74, 25, 27 und 28 befindet sich eine interdigitalc 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 μπι 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 μιτι im Isolierschichtteil 27 liegt, die den zweiten niederohmigen Basiszonenteil 37 an der Stelle freilegt, an der er die Oberfläche23 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 Metallschichtcn-Zähne 40 und 43 beträgt etwa 5 μηι. Ähnlich liegen die beiden äußeren Zähne der Basiskontaktelektrode, wobei der Abstand zwischen den Rändern der parallel verlaufenden Teile der Metallschichten-Zähne 40 und 43 etwa 5 μηι beträgt. Der Halbleiterkörper weist eine nicht dargestellte großflächige ohmsche Kontaktelektrode an der Kollektorzone auf der von der Oberfläche 23 der cpitaküschen Schicht abgekehrten Oberfläche des η *-!eilenden Trägerkörpers 21 auf, die auf einem Bodenteil eines Gehäuses angebracht ist. Zuleitungen verbinden Pfosten auf dem Gehäuseboden mit den Emitter- und Basisanschlußteilen 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 Fig. 1 bis 10 beschrieben.

Es wird von einer Scheibe aus niederohmigem nMeitendem Silizium (0,01 Ohmcm) mit einem Durchmesser von 2,5 cm ausgegangen, auf der eine 7 μσι dicke η-leitende epitiktische Schicht mit höherem spezifischem Widerstand (2,0 Ohmcm) angebracht ist, in der Phosphor als Donator in einer nahezu gleichmaßigen Konzentration von 2,0 ■ 10^IS Atomen/cm³ ve. 'landen 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 weiden. Das Herstellungsverfahren wird jetzt an Hand der Bildung eines einzelnen Planartransistors auf der Siliziumscheibe beschrieben, wobei ersehen werden kann, daß jeweils, wenn ein Maskicrungsvorgang, 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

ίο durchgeführt werden kann.

Auf der vorbearbeiteten Oberfläche der epitaktischen Schicht läßt man dadurch eine 0,5 um dicke Isolierschicht 24 aus Siliziiimoxid aufwachsen, daß der Siliziumkörper 21, 22 zuerst 50 Minuten lang in einer feuchten SaucrstofTatmosphäre und dann 15 Minuten lang in einer trocknen SauerstofFatmosphärc auf N5^r C erhitzt wird.

Eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Ätzmarkenmaterial wird auf die Oberfläche der Siiiziumoxidschicht 24 aufgebracht. Mit Hilfe einer optischen Maske wird die Ätzmaskenschicht belichtet, daß ein Gebiet mit Außenabmessungen von 110-68 μηι 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 Atzmaskenschicht 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 Siliziiimkörper 21, 22 wird in einen Diffu-

+0 sionsofen mit offenem Diffusionsrohr gegeben, das auf der Einlaßseite einen Teil mit ^rgrößcrtem Durchmesser hat und auf der Innenseite eine aus Bortrioxid bestehende Glasschicht aufweist. Die Glasschicht ist als Borquelle für die Diffusion in dem freigelegten Oberflächenteil desSiliziumkörpers21,22 wirksam. Die Bordiffusion ist ein Zweistufenverfahren und besteht aus einer Ablagerungsstufe und einer nachfolgenden sogenannten Eintreibestufe. Die Ablagerung erfolgt dadurch, daß das Diffusionsrohi mit seinem Inhalt 2 Stunden lang auf 900° C erhitzi wird, während trockner Stickstoff über das Bortrioxidglas und dann über den Siliz'iumkörper 21, 11 geleitet wird. Dadurch lagert sich Bortrioxidglas au: dem freigelegten Oberflächenteil des Siliziumkörper innerhalb der öffnung in der Isolierschicht 24 ab Die nachfolgende Eintreibestufe besteht darin, dai das Diffusionsrohr mit seinem Inhalt 20 Minuten lan« auf 1180⁰C erhitzt wird, wobei trockner Sauerstof über den Siliziumkörper geleitet wird. Durch diesei zweistufigen Bordiffusionsvorgang ergibt sich de Umfangsteil 32 der Basiszone (Fig. 1 und 2), wöbe pn-übergang zwischen dem p-leitenden Umfangt und der η-leitenden epitaktischen Schicht 22 au einem Teil33, der sich parallel zur Oberfläche!

des Siliziumkörpers in einem Abstand von dieser voi etwa 2 .um erstreckt, und aus einem anschließendei Teil 34 besteht, der in F i g. 2 durch die strichpunk tierte Linie angegeben ist und unter der Silizium

Ii

oxidschicht 24 die Oberfläche 23 des Siliziumkörpers erreicht. Die Oberflachenkonzentration des Bors beträgt etwa 2 ■ IO^I!> Atome/cnV¹. Während dieses Vorganges bildet sich auf dem freigelegten Oberflächenteil des Siliziumkörpers in der Öffnung in der SiIiliumoxidschicht 24 ein etwa 0.15 um dicker Isolicrjchichttcil 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 Atzmaskenschicht auf die Oberfläche aufgebracht. Diese Schicht wird mit Hilfe einer derartigen optischen Maske belichtet, daß eine rechteckige Fläche von 100 -60 (im, die symmetrisch innerhalb des Außcnumfangs 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 rechtecl.ige öffnung von 100·60μπι ergibt. Dann wird mit dem obenerwähnten Ätzmittel geätzt, wodurch eine entsprechende öffnung in den Teilen 24 und 25 der Isolierschicht entsteht, die einen Oberflächcritcil des Siliziumkörpers mit entsprechender Ausdehnung freilegt.

Der Siliziumkörper wird in einen Diffusionsofen mit offenen Diffusionsrohr gugebcn, der ähnlich wie der zuvor beschriebene eine aus Bortrioxidglas bestehende Borquelle aufweist. Es findet während K) 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 P, bezeichnet ist und innerhalb des Siliziumkörpers durch den zuvor gebildeten Umfangsteil 32 der Basiszone umgeben wird Der Teil 35 des pn-Übcrgangs 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 um unter ihr. Dieser pn-übergangstei! schließt sich an die pn-Ubergangsteile 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 um 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 μτη, 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-W) (im entspricht dem Umfang der beim vorhergehenden Arbeitsgang gebildeten rechteckigen Öffnung. Der belichtete Teil der Ätzmaskenschicht wird mittels enes Entwicklers entfernt, so daß in der S Atzmaskenschicht eine rechteckige öffnung von 100-60 um gebildet wird, in der vier rechteckige Bezirke von je 5 · 32 um ziirückbMben. Dann wird mit dem vorerwähnten Atzrr.ittel geatzt, so daß im Isolierschichtteil 26 eine entsprechende öffnung entsteht, die einen Oberflächenteil entsprechender Ausdehnung freilegt. Der Siliziumkörper wird in einem Diffusionsofen mit offenen Diffusionsrohr gegriben, der eine Bori|uelle in Form des vorstehend beschriebenen Bortrioxidglases enthält. Es findet ein Dif-

is fusionsprozeß statt, der aus einer Ablagerungsstufe, während der 40 Minuten lang trockner Stickstoff bei ⁰OO'¹ Γ übergeleitet wird, und einer nachfolgenden ersten Eintreibestufe besteht, während der 15 Minuten lang trockner Sauerstoff bei einer Temperatur

a° von 1050° C übergeleitet wird. Der Siliziumkörper 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 Tetraäthoxy-

»5 silan(TÄOS) und der andere Trimethylorthophosphat (TMP), und beide befinden sich auf Zimmertemperatur. Der Siliziumkörper wird im Diffusionsrohr auf 750" C gehalten, und die Vakuumlcitung sowie der Hahn zum TÄOS-Behälter werden 80 Minuten lang geöffnet, wobei während 40 der 80 Minuten auch der Hahn zum TMP-Behälter qeöffnet ist. Die Dämpfe der beiden flüchtigen Flüssigkeiten werden durch die Wärme im Diffusionsrohr zerlcct. und es bildet sich auf der Oberseite des Siliziumkörpers übet der währcnd 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 cm zweiter Eintreihevorgang durchgeführt, bei tlcm während 15 Minuten bei einer Temperatur von 1050° C trockner Sauerstoff übergeleitet wird Dadurch entsteht ein niederohmiger p-leitender Basisbereich 37 (Fig. 5 und 6), der innerhalb des vorher gebildeten hochohmigen p-leitenden 'Hebiets 46 '!er Basiszone liegt. Die Diffusionsfront der letzteren Diffusion erstreckt sich in den Siliziumkörper hinein in cmc Tiefe von 0,4 nm von der Oberfläche 23 des Siliziumkörpers und wird in Fig.fi durch die gestrichelten Linien 48 angegeben. Die Borkon/r -ration an der Oberfläche des Bereiches der Basibzonc 37 beträgt etwa 10"-° Atome cml Die Fig. 5 und 6 zeigen den Siliziumkörper nach diesem Vorgang der Bordiffusion und Ablagerung von Phosphorsilikatglas. Der niederohmige Bereich 37 der Basiszone, dei im Siliziumkörper innerhalb des Umfangsteils 32 dci Basiszone ein Netzwerk bildet, wird mit P^ bezeichnet. Während dieser Verfahrensstufe bildet sich eir etwa 0,35 μπι dicker, aus einem Phosphorsilikatgla;

bestehender Isolierschichtteil 27 auf dem freigelegtei Oberflächenteil des Siliziumkörpefs. Die Dicke de zurückbleibenden Isolierschichtteile 24, 25 und 2( nimmt infolge des Überzugs mit einer Glasschich der erwähnten Zusammensetzung auch um etw; 0,35 μπι zu.

Der Siliziumkörper wird aus dem Diffusionsofei genommen, und es wird auf der Oberfläche eine neu Schicht aus einem lichtempfindlichen Ätzmasken

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material angebracht. Diese Schicht wird mit Hilfe einer solchen optischen Maske belichtet, daß vier par&Uei verlaufende rechteckige Bezirke von je 9 · 36 μπι, deren einander zugekehrte Seiten im Abstand von 11 (im 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 jim 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 Diffusionsoiens 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 97(J C gehalten, während trockner Stickstoff zunächst über das Phosphospentoxid und dann über den Siliziumkürper geleitet uird. Während dieses Diffusionsvorganges diffundiert Phosphor in die vier freigelegten Oberfliichenteile, so daß vier η-leitende Emitterzonen 29 (Fig. 7 und 8) entstehen, wobei jeder Emitter-Basis-Ubergang einen Teil 30, der in einem Abstand von 0.35 um .on 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 (P„) an den Stellen unter den freigelegten Oberflächenteilen gesteigert, so daß Teile der BordilTusionsfront 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 Bordiilusion diesen Basisbereich in den Teilen unterhalb des Emitter-Basis-Überganges völlig bis zum vorher gebildeten Teil 35 des Kollektor-Basis-Übergangs ausdehnt. Dadurch bilden sieh ein erster hodiehmiger Basisbereich 36 (mit P₁ bezeichnet), d^r unter einem mittleren Teil des Teils 30 eines L-mittcr-Basis-Übergangs liegt, und ein diesen umgebender äußerer zweiter Basisbereich 37 mit niedrigerem spezifischem Widerstand (mit F., bezeichnet), der unter einem äußeren Teil des Teils 30 des F.mittcr-Basis-Übergangs liegt und sich ferner unter dem lsolicrschichttcil?7 bis zur Oberfläche 23 dcsSiliziumkörpcrs erstreckt. Fünf weitere hochohmigL· dicke Basisbcrciche 38 (die auch mit P₁ bezeichnet sind) bleiben auch zurück.

Die Obcrflächcnkonzentration des diffundierten Phosphors beträgt 1 · H)-'¹ Atome/cm¹. Während der Phosphordiffusion wird auf den vier freigelegten Ohcrflächentcilcn des Siliziumkörpers eine sehr dünne Schicht eines Phosphorsilikatglases gebildet. Der Siliziumkörper wird aus dem Diffusionsofen genommen und das Phosphorsilikatglas durch Lösen in verdünnter Flußsiiiire entfernt. Der Siliziumkörper wird dtirin wieder in einen Diffusionsofen gegeben, um mit Tctraäthoxysilan (TAOS) eine Behandlung durchzuführen, wobei der Siliziumkörprr während 40 Minuten in der TÄOS-Atmosphäre auf 75ü°C erhitzt wird. Dadurch wird eine 0,2 (im dicke Isolierschicht 28 aus Siliziumoxidglas auf den erneut freigelegten Obcrflächenteilen 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 Emitterzone29 eingenommenen Gebiet angeordnet sind, sowie fünf parallel verlaufende recht eckige 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 abge schirmt werden. Die unbelichteten Teile der Atz-

ao maskenschicht werden mit einem Entwickler entfernt, so daß in dieser Schicht vier Öffnungen von je 5-32 Mm und fünf Öffnungen von je 5-36 um entstehen. Durch Ätzen mit dem vorerwähnten Atzmittel werden in den Isolierschichtteilen 28 und 27 entsprechende Öffnungen gemacht. Danach werden die übrigen Teile der Atzmaskenschicht beseitigt.

Auf die ganze obere Fläche des Siliziumkörpers wird Aluminium aufgedampft, das eine 0,3 um dicke Schicht bildet, die sich in den vier Öffnungen von je 5 -32 um, in den fünf Öffnungen von je 5·36μπι und über die Isolierschichtteile 28, 27, 25 und 2-» erstreckt. Die Oberfläche der Aluminiumschicht wird mit <*inem lichtempfindlichen Lack bedeckt. L'ie Lackschicht wird mit Hilfe einer derartigen optischen Maske belichtet, daß ein interdigitales Muster, das aus einem Satz aus 4 um breiten Zähnen, die si:h über die zuvor gebildeten Öffnungen von je 5-32 um erstrecken, und aus einem weiteren Salz aus 5 (im breiten Zähnen besteht, die sich über die vorher gebildeten Öffnungen von je 5 -36 um erstiecken, gegen die auftauende Strahlung abgeschirmt wird. Die belichteten Teile der Lackschicht werden dann mittels einer schwachen Kaliumhydroxi J-lösung entwickelt. Die nicht durch die Lackschicht geschützten Teile der Aluminiumschicht v/erden darm in Orthophosphorsäure gelöst, wodurch sich eine interdigitale Elektrodenanordnung ergibt, wie es in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist. die eine ohmsdie Emitierkontaktclektrodc, die aus einer Aluminiumschicht mit vier Zähnen 40 besteht, die in einem F.mitteranschlußteil 41 an einer Befestigungsstcllc auf dem Isolierschichtteil 24 enden, und eine ohmsclic Basiskontaktclektrode, die aus einer Aluminiumschiff mit fünf Zähnen 43 besteht, die in einem Basisanschlußteil 44 an einer Bcfestigungsstclle auf dem Isolierschichtteil 24 enden, umfaßt. Der übrige Teil des Lacks wird in Azeton gelöst.

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

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

licrfrei- und , 25

cenlilfe vier

je von

15

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Fig. 11 ist eine Draufsicht auf die Oberflüche eines Teils des Siliziumkörpers eines Mehremitternpn-Siliziumpianartransistors gemäß der Erfindung, der eine Abänderung der Ausführungsform nach den Fig. 9 und 10 ist, wobei entsprechende Teile mit den gleichen BezugszifFern bezeichnet sind. Bei diesem Planartransistor nach der Fig. Ii betragt der Flächeninhalt des Innenteils der Basiszone etwa das Dreifache desjenigen des Innenteüs der Basiszone des vorstehend an Hand der Fig. 9 und 10 beschriebenen Planartransistors, und dieser Innentei! 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 Sili

ziumkörpers unter dem Isolierschichtteil 24 mündet Die ineinander eingreifenden Emitter- und Basiskon taktelektroden bestehen aus drei Einheiten, derei jede etwa gleich groß ist wie das Kontaktelektrode!! muster des vorstehend beschriebenen Planartran sistors nach den Fig. 9 und 10. Jede Einheit weis einen großfläehigen Emitteranschlußteil 41 und einer großfläehigen Basisanschlußteil 44 auf, wobei in die ser Ausführungsform des Planartransistors die samt

ίο liehen Basiselektrodenzähne untereinander und mi den drei Basisanschlußteilen 44 verbunden sind. Dk Herstellung dieses Planartransistors entspricht derjenigen des vorstehend beschriebenen, wobei größere Masken für die photolithographischen Verfahren bsnutzt werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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Claims

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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 Leitungsiyp umgeben werden, wobei die Emitter-Basis-Übergänge (30, 31) und der Kollektor-Basis-Übergang (33, 34, 35) an der einen ebenen Oberfläche (23) des Halbleiierkörpers (21, 22) unter einer haftenden schützenden Isolierschicht (24, 25, 27, 28) auf der einen ebenen Oberfläche (23) münden, und mit ohmsehen 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 ί lalbleiterkörpers(21, 22) erreichen, wobei die ohmschen Kontaktelektroden (40. 4!) an den Emitterzonen (29) aus einer ersten Metallschicht (AQ, 41) bestehen, die mehrere Ansätze (40) aufweist, \on denen jeder in einer Öffnung in der Isolierschicht

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

(29) die eine ebene Oberfläche (23) des Halbieiterkörpers (21, 22) erreicht und sich in Vereinigung mit den anderen Ansä'.zen (4^Λ) der ersten Metallschicht (40, 4\) weiter rbcr die isolierschicht (24. 25, 27, 28) erstreckt, uric, die ohmseilen Kontaktelektroden (43, 44) an der Basiszone (32, 36, 37. 38) aus der zweiten Metallschicht (43, 44) bestehen, die mehrere Ansätze (43) aufweist, \(in denen jeder in einer Öffnung in dei 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, d a d u rc Ii gekennzeichnet, daß die diffundierten Emitterzonen (29) innerhalb des Halbleiterkörper (21, 22) von einem diffundierten Tnnenteil (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) anschließen den, tiefer als d-'iser diffundierten Umfang-.teil (32) der Basis/one (32, 36, 37. 38) umgeben wiai. wobei der Teil (35) des Kollektor-Basis-über^anges (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 μηι 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 üer einen ebenen Oberfläche (23) des Hulbleiterkörpers (21, 22) verläuft, einen Abstand von dieser Oberfläche (23) von mindestens 2|im 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 Halbieiterkörpers (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 d~r Isolierschicht (27, 28) liegen.

3. Planartransistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand auf der einen ebenen Oberfläche (23) des Halbleiterkörpers (21, 22) zwischen einander zugekehrten Rändern einer Basiskontaktelektrode (43) und einer Emitterzone (29) höchstens 3 um 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 großflüchigen 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 au!" 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,

_ti die je unter einem mittleren Teil desjenigen Teiles (30) eines Emitter-Basis-Überganges (30, 31) liefen, der nahezu parallel zu der einen ebenen Oberfläche (23) des Halbieiterkörpers (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-Basis-Überganges (30, 31) liegen, die nahezu parallel zu der ebenen Oberfläche (23) des Halbieiterkörpers (21, 22) verlaufen, die zweiten Basisbereiche (37), die eine Oberfläche (23) des Halbieiterkörpers (21, 22) erreichen, und an den Stellen, an denen die zweiten Basisbcrcichc (37) die Oberfläche (23) des Halbieiterkörpers (21, 22)

όό erreichen, die ohmschen Kontaktelektroden (43) die Basiszone (32, 36, 37, 38) kontaktieren.

Ci. 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 Halbieiterkörpers (21,22) haftende schützende Isolierschicht (24, 25, 27, 28) aus Siliziumoxid besteht.