DE2116106C2 - Integrierter inverser Transistor - Google Patents

Integrierter inverser Transistor

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Description

Die Erfindung betrifft einen integrierten inversen Transistor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
Bei Planartransistoren dient normalerweise das Halbleitersubstrat oder eine auf das Substrat aufgebrachte Halbleiterschicht als Kollektorzone. Die Basiszone des Transistors ist als diffundierte Zone in die Kollektorzone eingebracht, und innerhalb der Basiszone ist eine Emitterzone eindiffundiert. Als invers bezeichnet man demgemäß einen Transistor, bei dem eine Basiszone innerhalb einer Emitterzone angeeignet ist und eine Kollektorzone innerhalb der Basiszone eindiffundiert ist. Bei integrierten Schaltungen sind Averse Transistoren in gewissen Fällen nützlich, da durch Ihre Verwendung weniger Isolationen und gegebenenfalls auch weniger metallisierte Verbindungsleitungen benötigt werden. Ein Beispiel eines inversen Transistors ist in der DE-AS 12 22 166 gezeigt und beschrieben. In dieser Publikation ist auch eine Schaltung beschrieben, in der die Emitter zweier Transistoren miteinander verbunden sind und durch eine gemeinsame Emitterzone gebildet werden. Dadurch wird eine Isolationszone und eine metallische Verbindung gespart, die nötig wäre, wenn zwei konventionelle Transistoren benützt worden wären, die eine Isolierung erfordern. In der Praxis sind inverse Transistoren bis jetzt nur ungern verwendet worden, da Ihre Stromverstärkung nur gering war.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Transistor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß er eine hohe Stromverstärkung aufweist und bei den die gegenseitige Beeinflussung benachbarter Transistoren verringert Ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.
Die hohe Stromverstärkung ergibt sich aus einer verbesserten Führung des Ladungsträgerstromes im Gebiet des Basls-Emltterüberganges, wodurch der horizontale Stromfluß durch die vertikalen Seiten des Basis-Emltterübergangs begrenzt wird, so daß die meisten Ladungsträger vertikal, d.h. auf dem kürzesten Weg durch den Übergang strömen. So wird eine laterale, parasitäre Transistorwirkung verhindert, die zwischen der Basiszone des inversen Transistors als Emitterzone, der Emitterzone des Inversen Transistors als Basiszone und der anschließenden Isolationszone oder einer entsprechenden Zone eines benachbarten Halbleiterbauelements als Kollektorzone auftreten kann.-
Besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele ergeben sich dadurch, daß die weitere Zone mit der Basiszone einen PN-Übergang bildet, und daß der Emitterkontakt innerhalb der weiteren Zone angeordnet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüfirungsbeispiele im einzelnen erläutert.
In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht eines inversen Transistors,
ίο Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.
Fig. 3 die Draufsicht dreier über eine gemeinsame Emitterzone integrierter Transistoren,
Fig.4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in F i g. 3 und
Fig. 5 die Darstellung des Dotierungsprofils der Transistoren gemäß Fig. 3 und 4.
Bei dem Transistor der Fig. 1 und 2 istc-ine epitaktische N-Schicht 10 auf einem P-Subsirat 12 aufgewachsen, in dessen Oberfläche zuvor eine N+Schicht 14 eindiffundiert wordef! war. Ir. die epitaktische Schicht Ist eine ringartige P+Zone 15 eingebracht, die durch die Schicht 10 hindurch bis zum Substrat 12 reicht und eine isolierte Region 17 aus N-Material begrenzt. Diese isolierte Region bildet die Emitterzone des Transistors, in die nun eine P-Basiszone 16 oberhalb der vergrabenen Schicht 14 eingebracht wird. Die Basiszone 16 steht mit der Schicht 14 dort in Kontakt, wo dieselbe in die epitaktische Schicht 10 ausdiffundiert ist. Gleichzeitig wird nun in die Basiszone 16 eine Kollektorzone 18 und in die die Emitterzone bildende isolierte Region 17 eine Emitterkontaktzone 20 eindiffundiert. Weiterhin wird in demselben Diffusionsschritt, in dem die Kollektorzone 18 und die Emitterkontaktzone 20 gebildet wird, eine zusätzliche ringförmige N+Zone 22 um die Basiszone 16 herum eingebracht. Diese ringförmige Zone 22 bildet einen hoch dotierten Übergang mit den senkrechten Seiten a-a' und b-b' der Basiszone 16 und begrenzt dadurch den Strom, der durch diese Seten der Basiszone fließt.
Dadurch wird erreicht, daß ein größerer Anteil des Gesamtstromes senkrecht durch die horizontale Fläche a'-b' in die vergrabene N+Schlcht 14 fließt und dadurch die Stromverstärkung des Transistors größer wird. Schließlich wird der Transistor mit Kontakten 24, 26 und
♦s 28 für Kollektor, Basis und Emitter versehen.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Anzahl Integrierter Transistoren, die eine gemeinsame Emitterzone aufweisen. Im unterschied zum Transistor der Flg. 1 und 2 ist bei diesen Transistoren die ringförmige Zone 22 und die Emitterkontaktzone 20 vereinigt und daher mit den Zahlen 20 bis 22 bezeichnet. Im übrigen werden dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 benutzt, soweit es sich um dieselben Teile handelt. Die Basis- und Emitterzonen der verschiedenen Transistoren sind mit a. b und r bezeichnet, um klarzustellen, daß es sich um drei verschiedene Transistoren handelt. Die Abmessungen der Transistoren in der Zeichnungsebene der Flg. 3 ergeben sich anhand der Maßstabsmarke 30, die die Länge 10 um angibt. Die senkrechten Abmessungen der verschiedenen Zonen und Schichten sind nachstehend angegeben.
Abstand der vergrabenen N+Schlcht 14 1 um
von der Oberfläche
Abstand des horizontalen Kollektor- 0,75 um
Übergangs von der Oberfläche
Basisweite 0,25 μπι
Dicke der epitaktischen Schicht 17 3,5 um
Dicke der vergrabenen N+Schichl 14 5 um
Fig. 5 zeigt ein Profil der Dotierungskonzentration der Transistoren der Flg. 3 und 4 unter Berücksichtigung der nachfolgend angegebenen Oberflächenkonzentration (vor dem Eintreibschritt) und der Konzentration an den Übergängen.
Oberflächenkonzentration
der Kollelctoi-zone
Oberflächenkonzentration
der Basiszone
Konzentration am
Basis-Emitterübergang
Konzentration am
Basis-Kollektorübergang
1 χ 10" Atome/cm3
Aus den nachfolgend angegebenen Werten ist ersichtlich, daß die Größe der Stromverstärkung Beta B, bei einem Emitterstrom von 200 μA der in Fig. 3 und 4 dargestellten Transistoren um das zwei- bis dreifache ver- > bessert wurde.
B, bei Vcft = 200 mV B, bei Vcf; = 1 V
1.2 xlO21 Atome/cm3 2 χ 10" Atome/cm3
ohne N+Zone
mit N+Zone
2,8
7,5
5,5
11
In den beschriebenen Ausführungsbeispielen umschließt die N+Zone 22 bzw. 20 bis 22 völlig die Basiszone 16. Das ist für manche Anwendungen vorteilhaft, für andere Anwendungen könnte es aber wünschbar sein, daß diese Zone die Basiszone des Transistors nur teilweise umschließt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Integrierter inverser Transistor, dessen Basiszone innerhalb der Emitterzone und dessen Kollektorzone innerhalb der Basiszone angeordnet ist, der eine höher als die übrige Emitterzone dotierte vergrabene Schicht unterhalb der Basiszone aufweist, die mit der Basiszone einen PN-Übergang bildet, gekennzeichnet durch eine weitere Zone (22), die den Leitungstyp der Emitterzone (17), jedoch eine höhere Dotierung als diese aufweist und die die Basiszone (14) wenigstens teilweise ringförmig umschließt.
2. Transistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Zone (22) mit der Basiszone (16) einen PN-Übergang bildet.
3. Transistor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitterkontakt (28) innerhalb der weiteren Zone (20 bis 22) angeordnet ist.
DE2116106A 1970-04-20 1971-04-02 Integrierter inverser Transistor Expired DE2116106C2 (de)

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7107040A (de) * 1971-05-22 1972-11-24
NL166156C (nl) * 1971-05-22 1981-06-15 Philips Nv Halfgeleiderinrichting bevattende ten minste een op een halfgeleidersubstraatlichaam aangebrachte halfge- leiderlaag met ten minste een isolatiezone, welke een in de halfgeleiderlaag verzonken isolatielaag uit door plaatselijke thermische oxydatie van het half- geleidermateriaal van de halfgeleiderlaag gevormd isolerend materiaal bevat en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
US3766449A (en) * 1972-03-27 1973-10-16 Ferranti Ltd Transistors
US3964089A (en) * 1972-09-21 1976-06-15 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Junction transistor with linearly graded impurity concentration in the high resistivity portion of its collector zone
DE2262297C2 (de) * 1972-12-20 1985-11-28 Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart Monolithisch integrierbare, logisch verknüpfbare Halbleiterschaltungsanordnung mit I↑2↑L-Aufbau
US3959812A (en) * 1973-02-26 1976-05-25 Hitachi, Ltd. High-voltage semiconductor integrated circuit
US3866066A (en) * 1973-07-16 1975-02-11 Bell Telephone Labor Inc Power supply distribution for integrated circuits
US3959809A (en) * 1974-05-10 1976-05-25 Signetics Corporation High inverse gain transistor
US4199775A (en) * 1974-09-03 1980-04-22 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Integrated circuit and method for fabrication thereof
US4097888A (en) * 1975-10-15 1978-06-27 Signetics Corporation High density collector-up structure
JPS5317081A (en) * 1976-07-30 1978-02-16 Sharp Corp Production of i2l device
US4881111A (en) * 1977-02-24 1989-11-14 Harris Corporation Radiation hard, high emitter-base breakdown bipolar transistor
JPS544444U (de) * 1977-06-13 1979-01-12

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3253197A (en) * 1962-06-21 1966-05-24 Amelco Inc Transistor having a relatively high inverse alpha
NL297002A (de) * 1962-08-23 1900-01-01
NL297821A (de) * 1962-10-08
US3338758A (en) * 1964-12-31 1967-08-29 Fairchild Camera Instr Co Surface gradient protected high breakdown junctions
US3502951A (en) * 1968-01-02 1970-03-24 Singer Co Monolithic complementary semiconductor device

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Publication number Publication date
JPS50544B1 (de) 1975-01-09
CH513517A (de) 1971-09-30
US3657612A (en) 1972-04-18
NL169656C (nl) 1982-08-02
NL169656B (nl) 1982-03-01
GB1329496A (en) 1973-09-12
CA922816A (en) 1973-03-13
DE2116106A1 (de) 1971-11-11
NL7103605A (de) 1971-10-22

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