DE2535864A1 - Halbleiterbauelemente - Google Patents
HalbleiterbauelementeInfo
- Publication number
- DE2535864A1 DE2535864A1 DE19752535864 DE2535864A DE2535864A1 DE 2535864 A1 DE2535864 A1 DE 2535864A1 DE 19752535864 DE19752535864 DE 19752535864 DE 2535864 A DE2535864 A DE 2535864A DE 2535864 A1 DE2535864 A1 DE 2535864A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transistor
- region
- transistors
- emitter
- collector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/1004—Base region of bipolar transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/0611—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
- H01L27/0641—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region without components of the field effect type
- H01L27/0647—Bipolar transistors in combination with diodes, or capacitors, or resistors, e.g. vertical bipolar transistor and bipolar lateral transistor and resistor
- H01L27/0652—Vertical bipolar transistor in combination with diodes, or capacitors, or resistors
- H01L27/0664—Vertical bipolar transistor in combination with diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/082—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including bipolar components only
- H01L27/0823—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including bipolar components only including vertical bipolar transistors only
- H01L27/0825—Combination of vertical direct transistors of the same conductivity type having different characteristics,(e.g. Darlington transistors)
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
Description
Dipl.-lng. H. Sauerland · Dn.-ing. R. König · Dipl.-lng. K. Bergen
Patentanwälte · 4ODd Düsseldorf 3D ■ Cecilienallee 76 · Telefon 43273a
11. August 1975 30 184 B
RCA Corporation, 30 Rockefeiler Plaza,
New York. N0Y. 10020 (V0St.A.)
"Halbleiterbauelemente"
Die Erfindung betrifft Halbleiterbauelemente, insbesondere integrierte Hochspannungs-, Hoohleistungsbauelemente, aus
einem Halbleiterscheibchen mit darin mit Abstand voneinander vorgesehenen Transistoren..
Integrierte Halbleiterbauelemente, die eine Vielzahl verschiedener
Halbleiterkomponenten enthalten, z.B. Dioden, Transistoren, Widerstände u„dgl., und zwar auf einem einzigen
Chip oder Scheibchen aus Halbleitermaterial, sind bekannt. Um die Komponenten untereinander elektrisch zu
isolieren, werden um und unter den verschiedenen Komponenten entartet dotierte Bereiche oder dielektrische Materialien
vorgesehen, um elektrisch isolierte "Taschen" in dem ansonsten monolithischen Halbleiterchip zu bilden.
Im allgemeinen sind derartige integrierte Bauelemente auf Niederspannungs- und Kleinsignalkomponenten beschränkt,
d.h. auf solche mit geringer Ausgangsleistung. Obwohl integrierte Bauelemente, die Hochspannungs- und Hochleistungskomponenten
umfassen, bekannt sind, (nachfolgend "Leistungs"-Bauelemente genannt) sind Möglichkeiten
zur Herstellung elektrisch isolierter Komponenten in derartigen Bauelementen grundsätzlich nicht bekannt
609810/0S30
und die verschiedenen Isoliertechniken, die bei integrierten Niederleistungsbauelementen zur Anwendung
kommen, grundsätzlich mit den Aufbau- und Behandlungstechniken zur Herstellung von Leistungsbauelementen
nicht vereinbare
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halbleiterbauelement
vorzuschlagen, bei dessen Herstellung die Möglichkeit gegeben ist, in einfacher und mit für Leistungsbauelemente
bereits bestehenden Herstellungsverfahren verträglicher Weise elektrisch isolierte Komponenten,
insbesondere Diodenkomponenten herzustellen bzw. vorzusehen, die elektrisch von bestimmten Bereichen des
gemeinsamen Halbleiterchips des Bauelements isoliert sind«, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß an einem Halbleiterbauelement
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Kollektorbereiche der beiden Transistoren elektrisch
miteinander gekoppelt sind, und daß die allgemeine bzw. gemeinsame Emitterstromverstärkung eines der beiden
Transistoren mindestens ungefähr eine Größenordnung geringer als die des anderen Transistors ist.
Anhand der Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind, wird die Erfindung nachfolgend näher
erläutert. Es zeigen:
Fig., 1 ein gemäß der Erfindung hergestelltes integriertes
Bauelement, im Querschnitt;
Fig. 2 ein zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Bauelements
geeignetes Werkstück, im Querschnitt; und
Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem der Fig„ 1 ähnlichen Schnitt.
Gemäß Fig. 1 besteht ein integriertes Hochspannungs-,
609310/0633
Hochleistungs-Bauelement 10 aus einem Halbleiterscheibchen 12, z.B. aus Silizium, in dem zwei Halbleiterkomponenten
vorgesehen sind: ein Hochspannungs-, Hochleistungs-Transistor 14 bekannter Bauart und eine Diode 16,
die elektrisch vollständig von der Ausgangs- oder Kollektor-Elektrode des Transistors 14 isoliert ist. Die Diode
16 umfaßt, wie nachfolgend erläutert wird, den Emitterbereich und einen Teil des Basisbereiches eines Transistors
18.
Der Transistor 14 enthält einen η-leitenden Emitterbereich 20 relativ hoher Leitfähigkeit (n+), eine p-leitende Basis
mit einem Bereich 22 relativ hoher Leitfähigkeit (p+) und
einem Bereich 24 relativ niedriger Leitfähigkeit (p~) sowie einen η-leitenden Kollektor, der aus einem Bereich
26 relativ niedriger Leitfähigkeit (n~) und einem Bereich 28 relativ hoher Leitfähigkeit (n+) besteht0 Der Emitter
20 und der Basisbereich 22 bilden einen pn-übergang 30, während sich zwischen dem Basisbereich 24 und dem Kollektorbereich
26 ein pn-übergang 32 befindet. Die beiden Basisbereiche 22 und 24 bilden einen p+p~-Übergang 34,
während sich zwischen den beiden Kollektrobereichen 26 und 28 ein n+n~-Übergang 36 befindet,,
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der n+-Emitterbe-
?π ρ reich 20 eine Oberflächenkonzentration von 10 Atomen/cm
und eine Tiefe von 0,018 mm aufj der p-Bereich 22 hat
1Q /2 eine Oberflächenkonzentration von 10 ^ Atomen/cm und
eine Tiefe von 0,023 mm .Der p~-Bereich 24 ist gleichförmig
auf einen spezifischen Widerstand von 30 Ohm-cm dotiert und hat eine Tiefe von 0,035 mm. Der n"~-Bereich
26 ist gleichförmig auf einen spezifischen Widerstand von 30 0hm-cm dotiert und weist eine Dicke von 0,04 mm
auf. Der n+-Bereich 28 ist auf einen spezifischen Wider-
stand von 0,01 Ohm-cm gleichförmig dotiert lind 0,2 mm
dick.
Die Elektroden für den Transistor 14 bestehen aus einem Metallkontakt 40, der an der Unterseite 42 des Scherbchens
12 befestigt und elektrisch mit dieser verbunden ist, einem Emitterkontakt 44, der einen Teil des Emitterbereichs
20 auf der oberen Fläche 46 des Scheibchens 12 kontaktiert, und einem Basiskontakt 48, der einen Teil
des Basisbereichs 22 an der Oberfläche 46 kontaktiert. Die übrigen Bereiche der Scheibchenoberfläche 46 werden
in bekannter Weise mit einer Schutzschicht 50, z.B. aus Siliziumdioxid, bedeckt.
Wie bereits erwähnt, ist der Transistor 14 von bekannter Bauart und besitzt im vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine übliche Stromverstärkung (Verhältnis von Kollektorstrom zu Basisstrom) von ungefähr 30 sowie aufgrund der
Bereiche 24 und 26 niedriger Leitfähigkeiten auf beiden Seiten des Basis-Kollektor-pn-Übergangs 32 eine relativ
hohe Basis/Kollektor-Durchbruchsspannung, z„B. ungefähr
1000 Volt. Der Transistor 14 besitzt eine Belastbarkeit
von 100 Watt»
Wie erwähnt, besteht die Diode 16 aus den Emitter- und
Basisbereichen des Transistors 18, der, obwohl er dem Transistor 14 etwas ähnlich erscheint, ausnehmend niedrige
Emitterstromverstärkung besitzt, Z0B. ungefähr 0,1 ο Im einzelnen umfaßt der Transistor 18 einen n-leitenden
Emitterbereich 54 relativ hoher Leitfähigkeit (n+) und recht geringer Tiefe (siehe unten) eine pleitende
Basis aus einem Bereich 56 relativ hoher Leitfähigkeit (p+) und einem Bereich 58 relativ niedriger
Leitfähigkeit (p"~) sowie einen η-leitenden Kollektor,
der aus einem Bereich 60 relativ niedriger Leitfähig-
609β10/0630
Ü535864
keit (n~) und einem Bereich 62 relativ hoher Leitfähigkeit
(n+) besteht. Der Emitter 54 und der Basisbereich 56 bilden zwischen sich einen pn-übergang 64, der Basisbereich
58 und der Kollektorbereich 60 einen pn-übergang 66 und die beiden Basisbereiche 56 und 58 einen ρ p~-
Übergang 68.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der n+-Bereich 54 eine
nr\ p
Oberflächenkonzentration von 2 χ 10 Atome/cm und eine
Tiefe von 0,003 mm, während die übrigen Bereiche 56, 58, 60 und 62 identisch mit den korrespondierenden Bereichen
22, 24, 26 bzw. 28 des Transistors 14 sind. In der konkreten Ausführungsform sind, wie Fig. 1 zu entnehmen ist,
die Kollektorbereiche 60 und 62 des Transistors 18 als Fortführungen bzw. Verlängerungen der Kollektorbereiche
26 und 28 des Transistors 14 ausgebildet, während der p-Basis-Bereich des Transistors 18 eine Fortführung des
p-Basis-Bereichs 24 des Transistors 14 ist.
Somit ist der Transistor 18 aufbaumäßig mit dem Transistor 14 identisch mit der Ausnahme, daß der Emitterbereich 54
des Transistors 18 von erheblich geringerer Tiefe als der Emitterbereich 20 des Transistors 14 ist und der p+-Basis~
bereich 56 des Transistors 18 demgemäß entsprechend breiter
als der p+-Basisbereich 22 des Transistors 14 ist«,
Wegen der angrenzenden Basis- und Kollektorbereiche 58 und 60 mit niedrigen Leitfähigkeiten besitzt auch der
Transistor 18 eine relativ hohe Basis/KoHektor-Durchbruchsspannung.
Betrachtet man die Diode 16, so umfaßt ihr Anodenbereich
den p+-Basisbereich 56 des Transistors 18 und der Kathodenbereich
den n+-Emitterbereich 54. Ein Metallkontakt 70 ist elektrisch mit dem p+-Bereich 56 verbunden und
€00810/0630
stellt die Anodenelektrode der Diode 16 dar, während ein Metallkontakt 72 elektrisch mit den n+-Bereich 54
verbunden ist und die Kathodenelektrode der Diode 16 bildet.
Wie bereits erwähnt, besitzen die beiden Transistoren und 18 gemeinsame Kollektoren, d.h. jeder der Kollektorbereiche
26 und 28 des Transistors 14 geht ohne Unterbrechung über in den entsprechenden Kollektorbereich 60 bzw»
62 des Transistors 18. Trotz der Gemeinsamkeit dieser Kollektorbereiche ist die Diode elektrisch vollständig
von den Kollektorbereichen 26 und 28 des Transistors isoliert. Bei vielen Einsätzen von Leistungsbauelementen
bildet, wie allgemein bekannt, die Kollektorelektrode des Leistungstransistors (z.B. die Elektrode 40 des
Transistors 14 des Bauelements 10) die "Ausgangs"-Elektrode des Bauelements, und es besteht ein Bedürfnis für Diodenkomponenten,
die elektrisch vollständig vom Bauelementausgang isoliert sind. Eine derartige elektrische
Isolierung wird mit der Erfindung realisiert.
Die gewünschte elektrische Isolierung ergibt sich durch die extrem niedrige Emitterstromverstärkung des Transistors
18, vorzugsweise so niedrig, daß der Kollektor— strom des Transistors 18 (bei normaler Vorspannung des
Transistors 18, d.h. die Kollektor-n-Bereiche 60 und bezüglich der ρ-Basis-Bereiche 56 und 58 umgekehrt vorgespannt)
praktisch Null ist. Somit führt der extrem niedrigere Kollektorstrom während des Betriebes des
Transistors 18 zu sehr geringer elektrischer Kopplung zwischen den Emitter- und Basisbereichen des Transistors
18 (Diode 16) und den gemeinsamen Kollektorbereichen der
beiden Transistoren.
Es ist einzusehen, daß der Grad der für die Diode 16
609810/0630
erforderlichen elektrischen Isolierung von dem besonderen Einsatz des Bauelements 10 innerhalb einer Schaltung
abhängt, d.h. verschiedene Anwendungen erfordern verschiedenen Isoliergrad. Es besteht somit keine kritische Grenze
für die elektrische Isolierung und demzufolge auch keine kritischen Werte für Kollektorstrom des Transistors
18 oder TransistorStromverstärkung. Im allgemeinen liegt
ein praktischer Bereich der Transistorstromverstärkung, der relativ leicht zu erreichen ist und niedrigen Kollektorstrom
und somit gute elektrische Isolierung ermöglicht sowie mit der Fabrikation herkömmlicher Leistungsbauelemente
vereinbar ist, bei ungefähr 0,05 bis 0,25. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß bei Kombination mit einem
herkömmlichen Leistungstransistor der Transistor mit niedriger Stromverstärkung vorzugsweise eine gemeinsame
Emitterstromverstärkung um ungefähr eine Größenordnung oder mehr unter der des Leistungstransistors liegt.
Wegen der extrem niedrigen Stromverstärkung des Transistors 18 ist sein Basisstrom nahezu gleich dem Transistor-Emitterstrom,
d.h. das Bauelement zeigt zwischen den Kontakten 70 und 72 vollkommene Diodeneigenschaften. Auf diese
Weise können verschiedene Diodentypen vorgesehen werden, denn die Diode 16 kann auf verschiedene Weise betrieben
werden, d.h. in Durchlaßrichtung vorgespannt oder leitender Art, rückwärts vorgespannt bzw. Sperrschaltung,
als eine Zenerdiode od.dgl.
Möglichkeiten zur Steuerung der gemeinsamen Emitterstromverstärkung
von Transistoren sind bekannt. Im allgemeinen ist die gewöhnliche oder gemeinsame Emitterstromverstärkung
eines Transistors eine direkte Funktion der gewöhnlichen oder gemeinsamen BasisStromverstärkung
(Verhältnis von Kollektorstrom zu Emitterstrom), die primär durch zwei Faktoren bestimmt wird: den Basis-
€09810/0631
transportfaktor und den Emitterinjektionswirkungsgrad;
die gemeinsame BasisStromverstärkung ist definiert als
das Produkt dieser beiden Faktoren (wobei weitere, weniger maßgebliche Faktoren vernachlässigt sind). Der
Basistransportfaktor ist eine umgekehrte Funktion der Breite des Basisbereichs, und der Emitterinjektionswirkungsgrad
ist eine umgekehrte Funktion des Verhältnisses von ionisierter Ladung im Basisbereich zur ionisierten Ladung
im Emitterbereich.
Im Transistor 18 werden im Vergleich zum Transistor 14
sowohl der Basistransport- als auch der Emitterinjektionswirkungsgrad-Faktor durch die Verwendung eines extrem
flachen Emitterbereichs 54 niedrig gemacht. Bei sonst gleichen Parametern führt der flache Emitter zu entsprechend
größerer Breite bzw. Tiefe des Basisbereichs und somit zu einem vergrößerten Verhältnis von Basis- zu
Emitterionenladung.
Von Bedeutung ist, wie bereits erwähnt, daß die elektrisch isolierte Diode in einem Aufbau vorgesehen ist, der dem
Aufbau des konventionellen Transistors 14 sehr ähnlich ist. d.h„ die Herstellung der Diode 16 ist gut mit der
Herstellung des bekannten Transistors 14 vereinbar„ So
wird z.B. zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten Bauelements ein Werkstück bis zu dem in Fig. 2 dargestellten
Aufbau gefertigt, und zwar in genau der gleichen Weise, wie es normalerweise behandelt würde, wenn nur der Transistor
14 unter Verwendung bekannter Verfahren und Ausgangswerkstücke hergestellt würde, wobei die einzige
Ausnahme in der Herstellungsreihenfolge darin besteht, daß die p+-Diffusion durch eine Maske hindurch vorgenommen
wird, um nicht nur den p+-Bereich 22 des Transistors 14 sondern auch den p+-Bereich des Transistors 18 zu
bilden. Dann wird der n+-Emitterbereich 20 (Fig. 1) des
€09810/0630
Transistors 14 durch einen Diffusionsvorgang gefertigt und in einem getrennten, zusätzlichen Diffusionsschritt
der n+-Emitterbereich 54 des Transistors 18 vorgesehen.
Somit benötigt das Hinzufügen der elektrisch isolierten Diode 16 bei der Bauweise gemäß Fig. 1 lediglich die Verwendung
einer anderen p+-Diffusionsmaske und eine gesonderte n-Diffusion mit natürlich dem Anbringen der Metallkontakte
70 und 72.
Eine andere Art der Erklärung der Ähnlichkeiten zwischen den Dioden- und Leistungstransistorteilen des Bauelements
10 ist der Hinweis, daß entlang vertikaler Linien durch jeden dieser Scheibchenbereiche, jedoch ohne die Emitterbereiche
sowohl des Transistors 14 als auch des Transistors 18 zu schneiden, die Profile der Fremdstoffkonzentration
für jeden Scheibchenbereich identisch sind.
Fig« 3 zeigt ein Bauelement 80, das einen dem Transistor
14 des in Fig. 1 dargestellten Bauelements 10 identischen, konventionellen Transistor 141 und eine isolierte Diode
82 aufweist, die einen η-leitenden Emitterbereich 84 und einen p+-leitenden Basisbereich 86 eines Transistors 88
mit geringer Stromverstärkung besitzt, der dem Transistor 18 grundsätzlich ähnlich ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
besitzt der Emitterbereich 84 des Transistors 88 eine Oberflächenkonzentration von 10 Atomen/cm
und eine Tiefe von 0,018 mm und ist somit identisch mit dem n+-Bereich 20* des Transistors 141. Der p+-Bereich
86 des Transistors 88 besitzt eine Oberflächenkonzen-
1Q 2
tration von 2 χ 10 ^ Atomen/cm und eine Tiefe von 0,04 mm und ist somit tiefer als der p+-Bereich 22· des Transistors 14* und erstreckt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel vollkommen durch einen umgebenden p"~-Bereich 90, der ansonsten mit dem Bereich 24' des Transistors 14* identisch ist. Der n~-Kollektorbereich 92 und der n+-
tration von 2 χ 10 ^ Atomen/cm und eine Tiefe von 0,04 mm und ist somit tiefer als der p+-Bereich 22· des Transistors 14* und erstreckt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel vollkommen durch einen umgebenden p"~-Bereich 90, der ansonsten mit dem Bereich 24' des Transistors 14* identisch ist. Der n~-Kollektorbereich 92 und der n+-
609810/0630
Kollektorbereich 94 des Transistors 88 sind ansonsten,
identisch und kontinuierlich (mit Ausnahme des Eindringens des p+-Bereichs 86 in den n+-Bereich 92) mit dem
entsprechenden n~-Bereich 26! und η -Bereich 28· des
Transistors 14' ausgebildet.
Im Vergleich zum Transistor 14 und 14' weist der Transistor
88 aufgrund seines breiteren oder tieferen Basisbereichs eine extrem niedrige Stromverstärkung auf, und wichtiger
noch,dies aufgrund seines wesentlich höheren Verhältnisses von basisgebundener Ladung zu emittergebundener Ladung.
Die Herstellung des Bauelements 80 ist ebenfalls bestens mit der Herstellung bekannter Transistoren 141 vereinbar,
wobei eine gesonderte p+-Diffusion zur Anwendung gelangt,
um den Transistor-p+-Bereich 86 herzustellen, eine andere
Maske verwendet wird, um die beiden identischen n+-Bereiche
20' und 84 der beiden Transistoren herzustellen, und gesonderte Metallkontakte für die Diode 82 vorgesehen werden.
Mit anderen Worten sind die Premdstoffkonzentrationsprofile durch die Emitterbereiche der beiden Transistoren völlig
identisch, ebenso wie die Fremdstoffkonzentrationsprofile
durch die Kollektorbereiche.
Obwohl nicht dargestellt, können Transistoren niedriger Stromverstärkung durch Kombinieren der niedrige Stromverstärkung
liefernden Parameter jedes der beiden niedrigverstärkenden Transistoren 18 und 88 (in den Fig. 1 bzw.
3 dargestellt) hergestellt werden. Das heißt, ein niedrigverstärkender Transistor kann hergestellt werden mit
einem extrem flachen Emitterbereich und einem relativ breiten oder tiefen, hochleitenden Basisbereich.
10/0830
— Λ Λ —
Obwohl die Bauelemente 10 und 80 jeweils mit nur zwei Komponenten gemäß dem üblichen praktischen Einsatz dargestellt
sind, umfassen solche integrierten Bauelemente eine relativ große Anzahl von weiteren Komponenten, um
eine vollständige Schaltungsfunktion zu erfüllen, z.B. eine Darlington-Schaltung.
Wenngleich die Bauelemente als npn-Transistoren gezeigt sind, kann die Erfindung selbstverständlich auch bei
pnp-Transistoren eingesetzt werden. Auch können andere Transistoranordnungen verwendet werden, z.Bo können die
verschiedenen p-Basisbereiche der dargestellten npn-Transistoren oder die n-Basisbereiche von pnp-Transistoren
weggelassen werden.
609810/GB3D
Claims (7)
- RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York. N.YQ 10020 (V0St.A.)Patentansprüche:albleiterbauelement, insbesondere Hochspannungs-, Hochleistungsbauelement, aus einem Halbleiterscheibchen mit darin mit Abstand voneinander vorgesehenen Transistoren, dadurch gekennzeichnet , daß die Kollektorbereiche (26, 28, 60, 62) der beiden Transistoren (14 und 18) elektrisch miteinander gekoppelt sind, und daß die allgemeine bzw. gemeinsame Emitterstromverstärkung eines (18) der beiden Transistoren mindestens ungefähr eine Größenordnung geringer als die des anderen Transistors (14) ist.
- 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gdcennzeichnet , daß die Stromverstärkung des einen Transistors (18) geringer als 0,05 ist.
- 3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Transistor einen Emitterbereich (20, 54), der zumindest teilweise an einer Oberfläche (46) des Scheibchens (12) von einem Basisbereich' (22, 24, 56, 58) umgeben ist, und einen Kollektorbereich (26, 28, 60, 62) aufweist, der in dem Scheibchen (12) unter den Emitter- (20, 54) und Basisbereichen (22, 24, 56, 58) vorgesehen ist, wobei das Profil der Fremdstoffkonzentration durch die Basis- (22, 24, 56, 58) und Kollektor-Bereiche (26, 28, 60, 62) jedes Transistors (14 und 18) entlang die Emitterbereiche (20 und 24) nicht schneidender Linien völlig identisch ist.0 9 8 10/0630b 3 b 8 6
- 4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Emitterbereich (54) des einen Transistors (18) eine wesentlich geringere Tiefe als der Emitterbereich (20) des anderen Transistors (14)· besitzt.
- 5. Bauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Transistoren entlang der Scheibchenoberfläche mit Abstand voneinander angeordnet sind, und daß die Kollektorbereiche sich innerhalb des Scheibchens als völlig ununterbrochene Schicht unterhalb und zwischen den Transistoren erstrecken.
- 6. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß sowohl die Emitterbereiche als auch die Kollektorbereiche der beiden Transistoren vollständig identische Fremdstoffkonzentrationsprofile besitzen, während der Basisbereich des einen Transistors wesentlich höher leitend als der Basisbereich des anderen Transistors ist.
- 7. Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Transistoren entlang einer Oberfläche des Scheibchens mit Abstaid voneinander angeordnet sind und sich die Kollektorbereiche in dem Scheibchen als gänzlich ununterbrochene Schicht unterhalb und zwischen den Transistoren erstrecken.b0981Ü/Q63Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US49877474A | 1974-08-19 | 1974-08-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2535864A1 true DE2535864A1 (de) | 1976-03-04 |
Family
ID=23982440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752535864 Pending DE2535864A1 (de) | 1974-08-19 | 1975-08-12 | Halbleiterbauelemente |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5145984A (de) |
AU (1) | AU8392475A (de) |
BE (1) | BE832491A (de) |
DE (1) | DE2535864A1 (de) |
FR (1) | FR2282721A1 (de) |
GB (1) | GB1502122A (de) |
IN (1) | IN141922B (de) |
NL (1) | NL7509804A (de) |
SE (1) | SE7509023L (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19638431A1 (de) * | 1996-01-16 | 1997-07-24 | Mitsubishi Electric Corp | Halbleitervorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung derselben |
US6566217B1 (en) | 1996-01-16 | 2003-05-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Manufacturing process for semiconductor device |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2023340B (en) * | 1978-06-01 | 1982-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | Integrated circuits |
FR2458146A1 (fr) * | 1979-05-29 | 1980-12-26 | Thomson Csf | Structure integree comportant un transistor et trois diodes antisaturation |
FR2458904A1 (fr) * | 1979-06-12 | 1981-01-02 | Thomson Csf | Circuit integre monolithique equivalent a un transistor associe a trois diodes anti-saturation |
JPS62214660A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JPH0531725Y2 (de) * | 1987-10-28 | 1993-08-16 | ||
FR2677171B1 (fr) * | 1991-05-31 | 1994-01-28 | Sgs Thomson Microelectronics Sa | Transistor de gain en courant predetermine dans un circuit integre bipolaire. |
EP0632502B1 (de) * | 1993-06-28 | 1999-03-17 | Consorzio per la Ricerca sulla Microelettronica nel Mezzogiorno | Bipolar-Leistungstransistor mit hoher Kollektor-Durchbrucksspannung und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1975
- 1975-07-11 IN IN1354/CAL/75A patent/IN141922B/en unknown
- 1975-08-12 SE SE7509023A patent/SE7509023L/xx unknown
- 1975-08-12 GB GB33548/75A patent/GB1502122A/en not_active Expired
- 1975-08-12 JP JP50098444A patent/JPS5145984A/ja active Pending
- 1975-08-12 DE DE19752535864 patent/DE2535864A1/de active Pending
- 1975-08-13 AU AU83924/75A patent/AU8392475A/en not_active Expired
- 1975-08-14 BE BE7000690A patent/BE832491A/xx unknown
- 1975-08-18 NL NL7509804A patent/NL7509804A/xx not_active Application Discontinuation
- 1975-08-18 FR FR7525542A patent/FR2282721A1/fr not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19638431A1 (de) * | 1996-01-16 | 1997-07-24 | Mitsubishi Electric Corp | Halbleitervorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung derselben |
US6566217B1 (en) | 1996-01-16 | 2003-05-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Manufacturing process for semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL7509804A (nl) | 1976-02-23 |
JPS5145984A (de) | 1976-04-19 |
GB1502122A (en) | 1978-02-22 |
FR2282721A1 (fr) | 1976-03-19 |
SE7509023L (sv) | 1976-02-20 |
IN141922B (de) | 1977-05-07 |
BE832491A (nl) | 1975-12-01 |
AU8392475A (en) | 1977-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1260029B (de) | Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen auf einem Halbleitereinkristallgrundplaettchen | |
DE2559360A1 (de) | Halbleiterbauteil mit integrierten schaltkreisen | |
DE4013643A1 (de) | Bipolartransistor mit isolierter steuerelektrode und verfahren zu seiner herstellung | |
DE2704647A1 (de) | Widerstand mit gesteuert einstellbarer groesse | |
DE2349986A1 (de) | Kapazitaetsschaltung | |
DE1514855C3 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE2535864A1 (de) | Halbleiterbauelemente | |
DE2329398C3 (de) | In Rückwärtsrichtung leitendes Thyristorbauelement | |
DE2364752A1 (de) | Halbleitervorrichtung | |
EP1003218A1 (de) | Halbleiteranordnungen mit einer Schottky-Diode und einer Diode mit einem hochdotierten Bereich und entsprechende Herstellungsverfahren | |
DE69210475T2 (de) | Bidirektioneller Schaltkreis zur Unterdrückung von Einschaltspannungsstössen | |
DE3103785A1 (de) | Halbleiteranordnung mit hoher durchbruchspannung | |
DE2507038C3 (de) | Inverser Planartransistor und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3005367C2 (de) | ||
DE1240590C2 (de) | Integrierte halbleiterschaltungsanordnung und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2101279C2 (de) | Integrierter, lateraler Transistor | |
DE2361171A1 (de) | halbleitervorrichtung | |
DE2316599A1 (de) | Hochspannungs-halbleiteranordnung | |
DE2515707A1 (de) | Monolithisch integrierte halbleiterschaltung | |
DE2627922A1 (de) | Halbleiterbauteil | |
DE2458735A1 (de) | Transistor mit einem hohen stromverstaerkungsfaktor bei kleinen kollektorstroemen | |
DE2456635C3 (de) | Integrierte Halbleiterschaltung mit negativem Widerstand | |
DE2616925C2 (de) | Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2507404C2 (de) | Festkörper-Schaltelement | |
DE2624339C2 (de) | Schottky-Transistorlogik |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHN | Withdrawal |