DE2011701A1

DE2011701A1 - Lateraltransistor

Info

Publication number: DE2011701A1
Application number: DE19702011701
Authority: DE
Inventors: Reinhold 7100 Heilbronn M Kaiser
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-03-12
Filing date: 1970-03-12
Publication date: 1971-09-30

Description

"Lateraltransistor" Ein Lateraltransistor ist bekanntlich ein Transistor, bei dem die Basis und die Kollektorzone nicht der Emitterzone im Halbleiterkörper vorgelagert sind, sondern bei dem die einzelnen Halbleiterzonen nebeneinander im Halbleiterkörper auf dessen einer Seite angeordnet sind Die Erfindung besteht bei einem solchen Lateraltransistor mit von der einen Seite aus in den Halbleiterkörper eingelassenen, durch einen pn-Übergang begrenzten Haibleiterzonen darin, daß mindestens einer dieser eingelassenen Halbleiterzonen eine Halbleiterzone vorgelagert ist, die zumindest die Vorderfront dieser eingelassenen Halbleiterzone(n) berührt, den entgegengesetzten Leitungstyp aufweist wie diese eingelassenen Halbleiterzonen und stärker dotiert ist als das an sie anqrenzende und zwiscüen diesen eingelassenen Halbleiterzonen befindliche Halbleitermaterial. Unter den von einer Seite aus eingelassenen und von einem pn-Ubergang begrenzten Halbleiterzonen sind im allgemeinen die Emitter- und die Kollektorzone zu verstehen. Durch die Erfindung wird die Stromverstärkung -des Lateraltransistors verbessert.
Nach der Erfindung grenzt die vorgelagerte Halbleiterzone zumindest an die Vorderfront der Emitterzone, während sie im allgemeinen auch an die Vorderfront z.B. der Kollektorzone grenzt. Für manche Anwendungszwecke ist es vorteilhaft, wenn die mindestens einer dieser eingelassenen Halbleiterzonen vorgelagerte Halbleiterzone nicht nur an die Vorderfront der eingelassenen Halbleiterzone(n) grenzt, sondern sich auch teilweise in den Bereich zwischen den eingelassenen Halbleiterzonen erstreckt und dadurch die eingelassene(n) Halbleiterzone(n) auch auf einem Teilstück seitlich berührt. Die mindestens einer dieser eingelassenen Halbleiterzonen vorgelagerte Halbleiterzone weist vorzugsweise den Leitungstyp der Basiszone auf.
Gemäß einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung besteht der Halbleiterkörper des Lateral transistors beispielsweise aus zwei Halblelter7onEt gleichen Leitungstyps, jedoch unterschiedlicher bei @higkeit. Die eingelassenen, von einem pn-Übergang begrenzten Halbleiterzonen des Lateraltransistors sind bei einer. solchen Anordnung, in die- höherohmigere der beiden Halbleiterzonen des Halbleiterkörpers eingelassen, und zwar so tief daß sie die niederohmigere Halbleiterzone zumindest -berühren.
Ein Lateraltransistor wird nach der Erfindung beispielsweise dadurch hergestellt, daß auf die eine Oberflächen seite eines Halbleiterkörpers eine epitaktische Schicht aufgebracht wird, die den gleichen Leitungstyp aufweist wie der Halbleiterkörper, jedoch schwacher als der Halbleiterkörper dotiert ist Die für den Lateraltransistpr erforderlichen, von einem pn-Übergang begrenzten Halbleiterzonen werden bei diesem Verfahren so tief, in die epitaktische Schicht eingebracht,- daß sie zumindest bis zum Halbleiterkörper vordringen.
Eine andere Möglichkeit zur Herstellung eines Lateraltransistors nach der Erfindung besteht beispielsweise darin, daß in einem Halbleiterkörper auf der einen Seite durch Gegendotierung eine Halbleiterzone hergestellt wird, die den gleichen. Leitungstyp wie der Halbleiterkörper aufweist, jedoch hochohmiger als der Halbleiterkörper ist.
Bei diesem Verfahren werden die für den Lateraltransistpr erforderlichen, von einem pn-Übergang begrenzten Halbleiterzonen in die höherohmige Halbleiterzone eingebracht, und zwar so tief, daß sie die höherohmige Halbleiterzone zumindest durchdringen.
Die Erfindung wird im folgenden an Ausfuhrungsbeispielen näher erlåuterte Ein Lateraitransistor nach der Erfindung ist beispielsweise in der Figur 5 dargestellt. Nach der Figur 5 besteht der Lateraltransistor aus einem Halbleiterkörper mit zwei Halbleiterzonen 1 und 2, von denen die eine Halbleiterzone (2) hochohmiger ist als die andere Halbleiterzone (1)* Die eingelassenen, von einem pn-Übergang begrenzten Halbleiterzonen (6,7) des Lateraltransistors sind bei dieser Anordnung in die höherohmige Halbleiterzone 2 eingelassen, und zwar so tief, daß sie die Halbleiterzone 2 vollkommen durchdringen und sich sogar in die niederohmigere Halbleiterzone 1 erstrecken. Auf diese Weise grenzt die den eingelassenen Halbleiterzonen 6 und 7 vorgelagerte Halbleiterzone 1 nicht nur an die Vorderfronten 15 der eingelassenen Halbleiterzonen 6 und 7 an, sondern sie erstreckt sich auch teilweise in den Bereich zwischen den eingelassenen Halbleiterzonen 6 und 7, von denen die eingelassene Halbleiterzone 6 den Emitter und die eingelassene, im Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildete Halbleiterzone 7den Kollektor des Lateral transistors bilden.
Dadurch ergibt sich auch eine seitliche Begrenzung der eingelassenen Halblelterzonen 6 und 7. Die Halbleiterzone 2 dient beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 als Basiszone des Lateraltransistors, während die ebenfalls eingelassene, jedoch nicht von einem pn-Ubergang begrenzte Halbleiterzone 8 lediglich als Basiskontaktierungszone dient, die nicht zu den wesenllchen, von einem pn-Übergang begrenzten Halbleiterzonen des Lateraltransistors gehört und auch nicht von der vorgelagerten Halbleiterzone in den Ausführungsbeispielen berührt wird.
Der Lateraltransistor der Figur 5 kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß auf einen Halbleitergrundkörper als Substrat eine epitaktische Schicht aufgebracht wird, die dann zusammen mit dem Halbleitergrundkörper den Halbleiterkörper des Lateraltransistors ergibt, dessen höherohmige Halbleiterzone durch die epitaktische Schicht 2 und dessen niederohmigere Halbleiterzone durch den Halbleitergrundkörper 1 gebildet wird, Eine der beiden Halbleiterzonen 1 und 2 kann aber beispielsweise auch durch Gegendotierung oder durch eine die Leitfähigkeit er höhende Dotierung gebildet werden Bei der Herstellung eines Lateraltransistors mit epitaktischer Schidt geht man beispielsweise gemäß der Figur 1 von einem Halbleiterkörper 1 aus und bringt auf diesen Halbleiterkörper eine epitaktische Schicht 2 auf, die den gleichen Leitungstyp hat we der Halbleiterkörper 1, jedoch hochohmiger als der Halbleiterkörper 1 ist. Zur Herstellung der für den Lateraitransistor erforderlichen eingelassenen Halbleiterzonen wird anschließend auf die epitaktische Halbleiterschicht 2 nach der Figur 2 eine Isolierschicht 3 aufgebeht, die beispielsweise aus Siliziumdioxid oder aus Siliziumnitrid besteht. In die Isolierschicht 3 werden dann gemäß der Figur 3 ein Emitterdiffusionsfenster 4 und ein Kollektordiffusionsfenster 5 eingebracht, durch die die Emitterzone 6 und die im Ausführungsbeispiel ringförmige Kollektorzone 7 in die als Basiszone des Lateral transistors vorgesehene epitaktische Schicht 2 nach der Figur 4 eindiffundiert werden Die Eindiffusion erfolgt beim Ausführungsbeispiel so tief, daß die eingelassenen Halbleiterzonen 6 und 7 nicht nur die epitaktische Schicht 2 durchdringen, sondern sich auch noch teilweise in den Halbleiterkörper 1 erstrecken.
Zur niederohmigen Kontaktierung der Basiszone 2 (epiataktische Schicht) wird gemäl3 der Figur 5 in die Basis-ZrC 2 noh eine Halbleiterzone 8 vom Leitungstyp der Basiszone eindiffundiert, die niederohmiger als die Basiszone ist Die Diffuslon der Halbleiterzone 8 erfolgt ebenfalls durch ein Fenster in der Isolierschicht 3G Nach der Herstellung der Emitterzone 6, der Kollektorzone 7 und der Halbleiterzone 8 vom Leitungstyp der Basiszone sind diese Halbleiterzonen noch zu kontaktieren. Dies geschieht z.B. dadurch, daß die Isolierschichten 9 und 10 sowie die Isolierschicht 11 im Basiskontaktierungsfenster, die sich während den Diffusionen in den Diffusionsfenstern gebildet haben, entfernt und in die freigelegten Fenster gemäß der Figur 6 die Emitterelektrode 12, die Basiselektrode 13 sowie die Kollektorelektrode 14, vorzugsweise durch Aufdampfen, eingebracht werden, Die Anordnung der Figur 1 kann aber auch dadurch hergestellt werden, daß die Halbleiterzone-2 nicht durch Epitaxie, sondern durch Gegendotierung in einem Halbleiterkörper 1 hergestellt wirdo Umgekehrt könnte man aber auch von einem Halbleiterkörper 1 ausgehen, der den Leitungstyp und die Leitfähigkeit: der Halbleiterzone. 2 hat, und in diesen Halbleiterkörper Störstellen zur Herstellung der niederohmigeren Halbleiterzone 2 einbringen.
Die weiteren Verfahrens schritte sind bei der Herstellung der Halbleiterzone 1 bzw der Halbleiterzone 2 anstelle einer Epitkie beispielsweise dieselben, wie sie in Verbindung mit den Figuren 2 bis 5 beschrieben worden sind Die vorgelagerte Halbleiterzone, die im Ausführungsbei spiel den Leitungstyp der Basiszone hat und dort mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, hat beispielsweise einen spezifischen Widerstand von 0,1 Ohmcm, während die Halbleiterzone, die im Ausführungsbeispiel mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet ist und zwischen den eingelassenen, von einem pn-Übergang begrenzten Halbleiterzonen als Basiszone angeordnet ist, beispielsweise einen spezifischen Widerstand von 2 Ohmcm hato Diese Werte gelten nicht nur speziell fur das Ausfuhrungsbeispiel, sondern ganz allgemein

Claims

P a t e n t a n s p r U c h e 1) Lateraltransistor mit von der einen Seite aus in den Halbleiterkörper eingelassenen, durch einen pn-Übergang begrenzten Halbleiterzonen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer dieser eingelassenen Halbleiterzonen eine Halbleiterzone vorgelagert ist, die zumindest die Vorderfront dieser eingelassenen Halbleiterzone(n) berührt, den entgegengesetzten Leitungstyp aufweist wie diese eingelassenen Halbleiterzonen und stärker dotiert ist als das an sie angrenzende und zwischen diesen eingelassenen Halbleiterzonen befindliche Halbl.eitermateial.
2) Lateraltransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens einer dieser eingelassenen Halbleiterzonen vorgelagerte Halbleiterzone sich auch teilweise in den zwischen diesen eingelassenen Halbleiterzonen befindlichen Bereich erstreckt.
3) Lateraltransistor nach Anspruch "i oder 2, dadurch gee kennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus zwei Halb.-leiterzonen gleichen Leitungstyps, jedoch unterschiedlicher Leitfähigkeit besteht, und daß diese eingelassenen Halbleiterzonen so tief in die höherohmigere der beiden Halbleiterzonen eingelassen sind, daß sie die niederohmigere Halblelterzone zumindest berühren.
4) Lateraltransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens einer dieser eingelassenen Halbleiterzonen vorgelagerte Halbleiterzone den Leitungstyp der Basiszone aufweist.
5) Verfahren zum Herstellen eines Lateraltransistors nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch. gekennzeichnet, daß auf die eine Oberflächenseite eines Halbleiterkörpers eine epitaktische Schicht aufgebracht wird, die den gleichen Leitungstyp wie der Halbleiterkörper aufweist, jedoch schwächer als der Halbleiterkörper dotiert ist, und daß die für den Lateraltransistor erforderlichen, durch einen pn-übergang begrenzten Halbleitersonen in die epitaktische Schicht so tief eingebracht werden, daß sie zumindest bis zum Halbleiterkörper Vordringen.
6) Verfahren zum Herstellen eines Lateraltransistors nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Halbleiterkörper auf der einen Sette durch Gegendotierung eine Halbleiterzone hergestelLt wird, die den gleichen Leitungstyp wie der Halbleiterkörper aufweist, jedoch hochohmiger als der Halbleiterkörper ist, und daß die für den Lateraltransistor erforderlichen, durch einen pn-Übergang begrenzten Halbleiterzonen in die höherohmige Halbleiterzone derart tief eingebracht werden, daß sie die höherohmige Halbleiterzone zumindest durchdrinaene 7) Verfahren nach Anspruch .S oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterzonen durch Diffusion eingebracht werden