DE2006764A1

DE2006764A1 - Transistor

Info

Publication number: DE2006764A1
Application number: DE19702006764
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl Phys Dr 7103 Schwaigern M Epple
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-02-14
Filing date: 1970-02-14
Publication date: 1971-08-26

Description

"Transistor" Die Erfindung betrifft einen Transistor, insbesondere Planartransistor, bei dem die Kollektorzone.di.e Basiszone und die Basiszone die Emitterzone umschließt. Die Erfindung besteht bei einem solchen Transistor darin, daß die Kollektorzone niederohmiger als die Basiszone ist.
Transis-toren mit einer solchen Struktur sind in besonderer Weise für hohe Ströme und Leistungen geeignet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß bei einem Transistor der eingangs erwähnten Art der Abstand zwischen der emitterseitigen Halbleiteroberfläche und der Vorderfront der Basiszone größer ist als der Abstand zwischen der Vorderfront der Basiszone und.
der dieser gegenüberliegenden Kollektorzone.
Die Kollektorzone ist vorzugsweise im Oberflächenbereich des Halbleiterkörpers zum Anbringen eines Kollektoranschlusses verbreitert Für manche Atlwendungszwecke ist es zweckmäßig, wenn die Kollektorzone gemäß der Erfindung von einer HalbleLterzone umschlossen wird, deren Leitungstyp dem der Kollektorzone entgegengesetzt ist, Diese Mafinahme ist vor allem dann zweckmäßig, wenn der nach der Erfindung vorgeschlagene Transistor in integrierten Schaltkreisen Anwendung finden soll.
Die Herstellung des Transistors nach der Erfindung erfolgt beispielsweise dadurch, daß in einen begrenzten Bereich der einen Oberflächen seite eines Halbleiterkörpers eine Halbleiterzone vom Leitungstyp der Kollektorzone eingebracht und auf den Halbleiterkörper auf dieser Oberflächenseite eine epitaktische Schicht vom Leitungstyp der Basiszone aufgebracht wird. Anschließend wird in diese epitaktische Schicht eine Zone vom Leitungstyp der Kollektorzone derart eingebracht, daß sie die spätere Basiszone seitlich umschließt. Durch Einbringen der Emitterzone in die epitaktische Schicht wird der Transistor schließlich fertiggestellt.
Bei dem genannten Verfahren genUgt es, wenn die Zone vom Leitungstyp der Kollektorzone zunächst nur so tief in d-le epitaktische Schicht eingebracht wird, daß die zusammenhängende Kollektorzone erst durch den beim Einbringen der Emitterzone erförderlichen Temperprozeß hergestellt wirde Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt einen Planartransistor mit den Merkmalen der Erfindung. Zunächst ist bei dem Planartransistor der Figur 1 das wesentliche Merkmal erfül-It, daß die Kollektorzone 1 niederohmiger als die Basiszone 2 ist der spezifische Widerstand der Kollektorzone 1 beträgt beispielsweise 0,015 Ohmcm, während die Basiszone 2 einen spezifischen Widerstand von z.B. 8 Ohmcm hat Bei dem Transistor der Figur 1 ist weiterhin das Merkmal erfüllt, daß der zur Halbleiteroberfläche verlaufende Teil der Kollektorzone gegenüber dem der Basiszone vorgelagerten Teil verbreitert ist, um eine genügend breite Anschlußfläche für die Kollektorelektrode 3 zu erzielen. Die Kontaktierung der Basiszone 2 erfolgt durch die Basiselektrode 4 und die der Emitterzone 5 durch die Emitterelektrode 6. Wie aus der Figur 1 weiterhin hervorgeht, ist der aus der Emitter-, der Basis- utid der Kollektorzone bestehende Transistor von einer Halbleiterzone umgeben, die den entgegengesetzten Leitungstyp aufweist wie die Kollektorzone. Diese Halbleiterzone besteht im Ausführungsbeispiel der Figur 1 aus dem Halbleiter grundkörper bzw. Substrat 7 sowie aus einer epitaktischen Schicht 8. Die auf der Halbleiteroberfläche vorhandene Isolierschicht ist mit 9 bezeichnet, Die Herstellung eines Transistors nach der Erfindung erfolgt gemäß den Figuren 2 bis 5 beispielswelse dadurch, daß in ein Substrat 7 gemäß der Figur 2 zunächst eine Halbleiterzone 1 vom Leitungstyp der Kollektorzone eingebracht wird, die im Ausführungsbeispiel den entgegengesetzten Leitungstyp wie das Substrat hat Das Einbringen der Halbleiterzone 1 erfolgt beispielsweise durch Diffusion. Da die Diffusion nur in einen begrenzten Bereich des Substrats erfolgt, wird die Diffusion mit Hilfe einer Diffusionsmaskierung durchgeführt, die in der Figur 2 der Einfachheit halber weggelassen ist.
Nach der Herstellung der Halbleiterzone 1 wird auf das Substrat 7 und damit auch auf die Halbleiterzone 1 gemäß der Figur 3 eine epitaktische Schicht 8 aufgebracht, die den gleichen Leitungstyp wie das Substrat 7 hat. Da es sich beim epitaktischen Abscheiden um einen thermischen Prozeß handelt, erfolgt beim epitaktischen Abscheiden eine Vergrößerung der Halbleiterzone i, die auf ein Weiter diffundieren der in der Halbleiterzone l vorhandenen Störstellen zurückzuführen ist. Aus diesen Gründen erstreckt sich die Halbleiterzone 1 auch teilweise- in die epitaktische Schicht 8, Eine zusammenhängende und die Basiszone umschließende Kollektorzone wird gemäß den Figuren 4 und 5 dadurch hergestellt, daß in die freie Oberfläche der epitaktischen Schicht 8 eine Halbleiterzone la vom Leitungstyp der Kollektorzone eindiffundiert wird, die den Bereich der späteren Basiszone ausspart. Die Diffusion erfolgt mit Hilfe der Diffusionsmaskentechnik unter Verwendung einer z.B.
aus Siliziumdioxyd bestehenden Isolierschicht 9. Die Halbleiterzone la vom Leitungstyp der Kollektorzone hat beispielsweise eine Ringstruktur oder eine Rechteckstrucktur mit einer entsprechenden Aussparung für die in der Mitte befindliche Basi szone.
Wie die Figur 4 zeigt, entsteht die zusammenhängende Kollektorzone noch nicht beim Einbringen der Halbleiterzone 1a, sondern gemäß der Figur 5 erst bei der nachfolgenden Emitterdiffusion, bei der auch die Störstellenden der Halbleiterzone la tiefer in die epitaktische Schicht 8 eindringen, und zwar mindestens bis zur Beruhrung mit der tiefer liegenden Halbleiterzone 1. Wie die Figur 5 erkennen läßt, entsteht eine im Oberflächenbereich des Halbleiterkörpers bzw. der epitaktischen Schicht verbreiterte Kollektorzone (1, la), so daß für die Kollektorelektrode 3 eine genügend große Anschlußfläche zur Verfügung steht.
Die Kollektorelektrode 3, die Basiselektrode 4 und die Emitterelektrode 6 werden vorzugsweise aufgedampft.
Bei dem im Ausführungsbeispiel dargestellten Transistor hat die Kollektorzone 1 den n-Leistungstyp, die Basiszone 2 den p-Leitungstyp und die Emitterzone 5 den n-Leitungstyp. Sowohl das Substrat 7 als auch die epitaktische Schicht 8 weisen den p-Leitungstyp auf.
Die Figur 5 zeigt schließlich noch ein Ausführungsbeispiel einer integrierten Schaltungsanordnung, bei der in einem Substrat 7 zwei Transistoren nit den Merkmalen der Erfindung angeordnet sind. Da das. Substrat bzw. der Halbleiter grundkörper 7 den entgegengesetzten Leitungstyp aufweist wie die beiden Kollektorzonen 1 der Transistoren, wird bereits durch diese Wahl der Leistungstypen dei erforderliche Separation zwischen den beiden Transistoren erzielt. Eine gesonderte Separationsdiffusion ist daher nicht mehr erforderlich.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1) Transistor, insbesondere Planartransistor, bei dem die Kollektorzone die Basiszone und die Basiszone die Emitterzone umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorzone niederohmiger als die Basiszone ist.

2) Transistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der emltterseltigen Halbleiteroberfläche und der Vorderfront der Basiszone größer ist als der Abstand zwischen der Vorderfront der Basiszone und der dieser gegenüberliegenden Kollektorzone

3) Transistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dat3 die Kollektorzone im Oberflächenbereich des Halbleiterkörpers zum Anbringen eines Kollektoranschlusses verbreitert ist

4) Transistor nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorzone von einer Halbleiterzone umschlossen ist, deren Leitungstyp dem der Kollektorzone entgegengesetzt ist.

5) Verfahren zum Herstellen eines Transistors nach einem der AnsprUche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einen begrenzten Bereich der einen Oberflächenseite eines Halbleiterkörpers eine Halbleiterzone vom Leitungstyp der Kollektorzone eingebracht wird, ddß auf den Halbleiterkörper auf dieser Oberflächenseite eine epitaktische Schicht vom Leitungstyp der Basiszone aufgebracht wird, daß in die epitaktische Schicht eine Zone vom Leitungstyp der Kollektorzone derart eingebracht wird, daß Sie die spätere Basiszone seitlich umschliBt, und daß in die epitaktische Schicht schließlich die Emitterzone eingebracht wird, 6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone vom Leitungstyp der Kollektorzone in die epitaktische Schicht zunächst nur so tief eingebracht wird, daß die zusammenhängende Kollektorzone erst durch den beim Einbringen der Emitterzone erforderlichen Temperprozeß hergestellt wird6 L e e r s e i t e