DE2759763C2 - Transistor - Google Patents
TransistorInfo
- Publication number
- DE2759763C2 DE2759763C2 DE19772759763 DE2759763A DE2759763C2 DE 2759763 C2 DE2759763 C2 DE 2759763C2 DE 19772759763 DE19772759763 DE 19772759763 DE 2759763 A DE2759763 A DE 2759763A DE 2759763 C2 DE2759763 C2 DE 2759763C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- semiconductor
- semiconductor region
- region
- base
- conductivity type
- 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.)
- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 156
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 19
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 claims description 19
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 claims description 5
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 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
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/47—Schottky barrier electrodes
-
- 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/7606—Transistor-like structures, e.g. hot electron transistor [HET]; metal base transistor [MBT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Transistor mit einem Basisgebiet,
durch das der Stromdurchgang durch heiße Ladungsträger stattfindet, und mit einer Emitter-Basis-
und einer Basis-Kollektor-Sperrschicht, wobei wenigstens eine dieser Sperrschichten sich zwischen dem Basisgebiet
und einem zweiten Gebiet befindet, das ein Halbleitergebiet vom ersten Leitungstyp ist und eine
Emitter- bzw. eine Kollektorzone bildet.
Transistoren oben beschriebener Art sind bekannt aus dem Buch von S. M. Sze, mit dem Titel »The Physics
of Semiconductor Devices«, New York, 1969, S. 587 bis 613. Bei den dort beschriebenen, als »Heißelektronen«-Transistoren
zu bezeichnenden Transistoren werden als heiße Ladungsträger Elektronen verwendet.
Heiße Ladungsträger sind solche, die nicht in Gleichgewicht
mit dem Kristallgitter sind. So hat ein heuics Elektron eine Energie von mehreren kT, über der Fermi-Energie
(wobei k und T die Boltzmannsche Konstante bzw. die Gittertemperatur sind), und ein heißes Loch
eine Energie, die mehrere kT unterhalb der Fermi-Energie liegt.
Verschiedene Ausführungen eines »Heißelektronen«-Transistors sind seit vielen Jahren bekannt; aber
keine genügt den Anforderungen der Praxis. Die be-
kannten Ausführungen von »Heißelektronen«-Transistoren
bestanden grundsätzlich aus einer Foige abwechselnder Metall- und Isolier- oder Halbleiterschichten,
wobei einige dieser Ausführungen Schcttky-Sperrschichten enthielten. Diese bekannten Schichtenanordnungen
ließen sich technologisch schwer herstellen.
Im allgemeinen wurde das Basisgebiet durch eine dünne zwischengefügte Metallschicht gebildet Grenzflächenprobleme
ergaben sich zwischen den verschiedenen Schichtn.aterialien. Die Ladungsträger müssen eine
Anzahl von Grenzflächen zwischen verschiedenen metallischen Materialien, Halbleiter- und/oder Isoliermaterialien
mit unterschiedlichen Energiebändern und Energiebandabständen durchlaufen. Dies hatte einen
schlechten Ladungsträgertransport und eine geringe Emitter- und Kollektorwirkung zur Folge.
In der US-PS 39 40 783 ist ein Zonenaufbau für eine Halbleiterdiode beschrieben, in der der Hauptstromfluß
durch Majoritätsladungsträger erfolgt Die Zonenanordnung enthält eine P-Ieitende Halbleiterschicht zwisehen
zwei N-leitenden Halbleiterschichten; die P-Ieitende Halbleiterschicht bildet mit den beiden N-leitenden
Halbleiterschichten zwei PN-Übergänge über Elektroden, an den beiden N-leitenden Halbleiterschichten
wird eine Spannung zwischen den beiden N-leitenden Halbleiterschichten und somit über der zwischen dieser
befindlichen P-leitenden Halbleiterschicht angelegt. Die Dicke der P-leitenden Halbleiterschicht ist so groß, vorzugsweise
1 μίτι, daß die P-leitende Halbleiterschicht bei
der Vorspannung Null zu einem erheblichen Teil nid.t an Löchern erschöpft ist. Die Größe der Vorspannung
wird beim Betrieb erhöht, um zu bewirken, daß sich eine der Erschöpfungsschichten, die entsprechend der Polung
an einem der beiden PN-Übergänge gebildet wird, über die Dicke der P-leitenden Halbleiterschicht ausbreitet,
so daß diese Schicht erst ab einem Vorspannungswert nahezu völlig erschöpft wird und dann zwischen
den N-leitenden Halbleiterschichten ein Stromfluß von Majoritätsladungsträgern stattfindet.
Abgesehen davon, daß bei diesem Halbleiterbauelement die P-leitende Halbleiterschicht bei der Vorspannung
Null nicht erschöpft ist, ist außerdem in der US-PS 39 40 783 von einer Verwendung einer solchen Diodenanordnung
für eine Emitter-Basis- oder eine Kollektor-Basis-Sperrschicht gar nicht die Rede.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Transistor der eingangs angegebenen Art zu schaffen,
der technologisch verhältnismäßig leicht herstellbar ist, bei dem der Ladungsträgertransport mit geringeren
Verlusten stattfindet und bei dem der Emitter- bzw. der Kollektorwirkungsgrad besser ist als bei den bekannten,
oben erwähnten »Heißelektronen«-Transistoren.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Unter Aktivatoren sind hier nicht nur die gebräuchlichen Donator- und Akzeptoratome, sondern auch Kristallgitter-Leerstellen,
an dem Kristallgitterfehler, Atome mit tiefliegenden Energieniveau und andere Arten
von Zentren zu verstehen, die P- oder N-Leitfähigkeit bewirken können.
Weitere Ausgestaltungen des Transistors nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Transistor nach der Erfindung kann sowohl ein »Heißelektronen«- als auch ein »Heißlöcher«-Transistör
sein. Da die Emitter-Basis-Sperrschicht, die Kollektor-Basis-Sperrschicht und das Basisgebiet in dem gleichen
Halbleiterkörper untergebracht sind, werden die genannten Grenzflächenprobleme verringert oder sogar
völlig beseitigt
Bei dem Transistor nach der Erfindung befindet sich wenigstens eine der zwei Sperrschichten in einem Halbleitergebiet
des zweiten Leitungstyps und ist bei Vorspannung Null an beweglichen Ladungsträgern beider
Leitungstypen erschöpft
Die andere der zwei Sperrschichten kann in bekannter
Weise, z. B. von einem Metall-Halbleiter-Obergang einer Schottky-Elektrode, oder ebenfalls von einem bei
Vorspannung Null erschöpften Sperrschichthalbleitergebiet
gebildet sein.
Die Höhe der Potentialsperre zwischen dem Halbleiterbasisgebiet
und dem zweiten Halbleitergebiet (und daher auch der Strom durch das Sperrschichthalbleitergebiet
bei einer angelegten Vorspannung) ist von der Aktivatorkonzentration vom zweiten Leitungstyp im
Sperrschichthalbleitergebiet abhängig. Diese Aktivatorkonzentration kann z. B. durch Strahlungsschäden
mittels Implantation von — m bezug auf den Leitungstyp im Halbleiterkörper — neutralen Ionen erzeugt
werden. Vorzugsweise aber wird diese Aktivatorkonzentration durch Dotierung mit Donator- bzw. Akzeptoratomen
erzeugt, wodurch eine sehr hohe Aktivatorkonzentration auf reproduzierbare Weise erzielt wird.
Einige Ausführungsbeispiele des Transistors nach der
Erfindung werden im folgenden anhand der Figur näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 das Energiebanddiagramm der Transistorgebiete eines Ausführungsbeispiels eines Transistors nach
der Erfindung,
Fig.2 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
eines Transistors mit einem Energiebanddiagramm nach Fig. I1
F i g. 3 einen Querschnitt durch einen Teil einer integrierten Halbleiterschaltung mit einem Ausführungsbeispiel eines Transistors nach der Erfindung, und
F i g. 4 ein Energiebanddiagramm der Transistorgebiete eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Transistors
nach der Erfindung.
Es sei bemerkt, daß die Zeichnungen nur schematisch sind und daß, insbesondere in den Querschnitten zeigenden
Figuren einzelne Dicken der Deutlichkeit halber übertrieben groß dargestellt sind, während andere Dikken
der Einfachheit halber herabgesetzt sind.
F i g. 1 zeigt das Energiebanddiagramm eines Beispiels eines »Heißelektronenw-Transistors nach der Erfindung,
mit Basishalbleitergebiet 2, Sperrschichthalbleitergebiet 1, Schottky-Emitterelektrode M und Kollektorgebiet
3.
Die Emitterelektrode mit Schottky-Sperrschichtkontakt injiziert Elektronen in das N-leitende Basishalbleitergebiet
2; dies erfordert selbstverständlich, daß der Schottky-Sperrschichtkontakt unter einer Sperrvorspannung
betrieben wird. Es sei bemerkt, daß in dem Basishalbleitergebiet 2 der Strom durch Majoritätsladungsträger,
somit durch Elektronen in einem N-leitenden Basishalbleitergebiet 2 geführt wird. Die Potentialsperre
der Emitter-Schottky-Sperrschicht soll derart gewählt werden, daß sie höher als die Potentialsperre
des Sperrschichthalbleitergebietes 1 ist. Die Energie der Majoritätsladungsträger, die den Strom in dem Basishalbleitergebiet
2 zwischen dem Emitter- und dem Kollektorhalbleitergebiet führen, ist wesentlich höher als
die Fermi-Energie, so daß ein Transistor mit diesem Aufbau als ein »Heißeleklronen«-Transistor bezeichnet
werden kann.
Bei diesem »Heißelektronen«-Transistor befinden
sich, wie in F i g. 1 dargestellt ist, das Basishalbleitergebiet
und die Emitter-Basis- sowie der Basis-Kollektor-Sperrschicht in ein und demselben Halbleiterkörper.
Solche »Heißelektronen«-Transistoren können vernachlässigbare Minoritätsladungsträgerspeichereffekte
sowohl im Emitter als auch in dem Basishalbleitergebiet aufweisen und eignen sich dann für den Betrieb mit
hohen Frequenzen. Sie können auch durch eine hohe Dotierungskonzentration vom ersten Leitungstyp in
dem Basishalbleitergebiet 2 einen niedrigen Basiswiderstand erhalten, und sie können für Inhomogenitäten in
der Basisdotierung relativ unempfindlich sein. Daher besitzen diese Transistoren wesentliche Vorteile im
Vergleich zu üblichen Bipolartransistoren vom NPN-oderPNP-Typ.
Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines solchen
»Heißelektronen«-Transistors. Das Basishalbleitergebiet 2 weist eine hohe Dotierungskonzentration vom
ersten Leitungstyp (vom N-Typ) auf.
Der Emitter-Basis-Übergang wird bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 durch eine Schottky-Elektrode
40 aus z. B. Gold oder Nickel gebildet, die einen Teil des Basishalbleitergebietes 2 unter Bildung einer
Schottkysperrschicht kontaktiert. Der Basiskontakt wird durch eine Elektrodenschicht 22 gebildet, die an
dem Basishalbleitergebiet 2 angebracht ist. Das Kollektorhalbleitergebiet wird durch das zweite Halbleitergebiet
3 vom ersten Leitungstyp (vom N-Typ) gebildet und dieses Gebiet 3 kann Teil einer epitaktischen Schicht
sein. Die Kollektorelektrodenschicht 2 kontaktiert die verbleibende Oberfläche des hochdotierten Halbleitersubstrats
13 vom ersten Leitungstyp (N-Typ), auf dessen einer Oberfläche die epitaktische Schicht abgelagert ist.
Eine Schicht 30 höherer Dotierungskonzentration vom ersten Leitungstyp kann in dem Kollektorhalbleitergebiet
3 benachbart zu dem Sperrschichthalbleitergebiet 1 vom zweiten Leitungstyp vorgesehen sein. Das an beweglichen
Ladungsträgern nahezu vollständig erschöpfte Sperrschichthalbleitergebiet 1 vom zweiten Leitungstyp (vom P-Typ) bildet die Basis-Kollektor-Sperrschicht
des Transistors. Beim Betrieb ist die Emitterelektrode 40 negativ in bezug auf das N-leitende Basishalbleitergebiet
2 vorgespannt, das seinerseits negativ in bezug auf die Kollektor-Elektrode 23 vorgespannt ist. Zwischen
der Basis- und der Kollektor-Elektrode 22 bzw. 23 wird die Sperrvorspannung über dem nahezu erschöpften
Sperrschichthalbleitergebiet 1 angelegt. Die Emitter- und die Kollektor-Elektrode definieren in dem
Transistor den Hauptstromweg, der durch das Basishalbleitergebiet
2, das Sperrschichthalbleitergebiet t und das Koiiektorhalbleüergebict 3 führt Wie ir. F i g.
angegeben ist, kann ein Wechselstromeingangssignal zwischen der Emitter- und der Basis-Elektrode 40 bzw.
22 angelegt und ein verstärktes Ausgangssignal an dem Lastwiderstand R zwischen der Basis- und der Kollektor-Elektrode
22 bzw. 23 abgenommen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Dotierungskonzentration des Basishalbleitergebietes
unter der genannten Schottky-Elektrode 40 in einem Abschnitt bis zu einem Abstand von der Oberfläche des
Halbleiterkörpers einen Höchstwert auf. Dies kann dadurch erreicht werden, daß bei der Dotierung durch
Implantation höhere Ionenenergien eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform wird bei Anlage der Sperrvorspannung
ein Potentialabfall in dem Basishalbleitergebiet 2 zwischen dem Emitter und der Erschöpfungsschicht in einem Teil des Basishalbleitergebietes 2 eingeführt,
so daß das Potential des Sperrschichthalbleitergebietes 1 zwischen Basis- und Kollektorhalbleitergebiet
zu niedrigeren Werten in bezug auf den Emitter verschoben wird, wenn die Sperrvorspannung erhöht
wird. Auf diese Weise wird eine Energieverteilung erhalten, die die Kollektorwirkung am Sperrschichthalbleitergebiet
1 begünstigt. Ein derartiger Abschnitt hoher Dotierungskonzentration ist in F i g. 1 durch die Zeichen
η und η + im Basishalbleitergebiet 2 dargestellt. Die
höhere Dotierungskonzentration in der Schicht 30. die im Kollektorhalbleitergebiet 3 gebildet wird, ist in
F i g. 1 mit dem Zeichen η in diesem Gebiet 3 angegeben; das Zeichen n- bezeichnet die Dotierung des
Hauptteils des Kollektorhalbleitergebiets 3. Diese in der Schicht 30 höhere Dotierungskonzentration des Kollektorhalbleitergebiets
3 begünstigt ebenfalls die Kollektorwirkung. .
Fig.3 zeigt einen Teil einer integrierten Halbleiterschaltung
mit einem Beispiel für einen »Heißelektronen«-Transistor nach der Erfindung. In diesem Beispiel
wird das zweite Halbleitergebiet 3 durch einen Inselteil einer epitaktischen Schicht vom ersten Leitungstyp
(vom N-Typ) auf einem Halbleitersubstrat 13 vom zweiten Leitungstyp (vom P-Typ) gebildet. Der Inselteil 3 ist
elektrisch auf bekannte Weise durch die Isolierwände 51
gegen andere Inselteile 53 der epitaktischen Schicht und durch den PN-Übergang 50 zwischen dem Inselteil 3
und denn Halbleitersubstrat 13 isoliert.
Nach der Bildung von Inseln wird der »Heißelektronen«-Transistor in dem Inselteil 3 und andere Schaltungselemente
in den anderen Inselteilen 53 gebildet. Die Elektroden der unterschiedlichen Schaltungselemente
werden an der Oberfläche der epitaktischen Schicht angeordnet. Die Schaltung kann z. B. eine logische
Schaltung sein.
In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 kontaktiert die Kollektor-Elektrode 23 des Transistors die Oberfläche
des Inselteiles 3. Um den Kollektorreihenwiderstand herabzusetzen, können bekanntlich eine höher
dotierte Oberflächenkontaktzone 54 und eine vergrabene Schicht 55, beide vom ersten Leiturgstyp. vorgesehen
werden, wie in F i g. 3 dargestellt ist.
Der »Heißelektronen«-Transistor nach Fig. 3 unterscheidet
sich von dem nach F i g. 2 auch darin, daß die Emitter-Basis-Sperrschicht aus einer Anzahl von Teilsperrschichten
besteht und diese von einer Anzahl von Schottky-Elektroden 40 auf dem Basishalbleitergebiet 2
gebildet werden. Entsprechend der kammförmigen Ausbildung der Emitter-Schottky-Elektrode 40 erhält auch
die Basiselektrode 22 eine Kammform. Auf diese Weise wird eine Anordnung mit herabgesetztem Basiswiderstand
erhalten
Die ringförmige Zone 24 vom zweiten Leitungstyp braucht nicht eine Tiefe und eine Dotierungskonzentration
aufzuweisen, die von denen des an Ladungsträgern erschöpften Sperrschichthalbleitergebietes 1 verschieden
sind; diese Größen können nämlich gleiche Werte erhalten, und diese Zone 24 kann während des Dotierungsschrittes
zur Bildung des Sperrschichthalbleitergebietes mit gebildet werden.
Fig.4 zeigt das Energiebanddiagramm eines weiteren
Ausführungsbeispieles eines Transistors mit heißen Elektronen. Statt einer Emitter-Schottky-Elektrode enthält
dieser Transistor ein drittes Halbleitergebiet 60 das den gleichen, ersten Leitungstyp wie das Basishalbleitergebiet
2 (z. B. den N-Typ) aufweist und das den Emitter des Transistors bildet Das Emitterhalbleitergebiet
60 ist von dem darunterliegenden Basishalbleitergebiet
2 durch ein Sperrschichthalbleitergebiet 61 getrennt
das die Emitter-Basis-Sperrschicht bildet. Dieses Emitter-Basis-Sperrschichthalbleitergebiet
61 ist ein Halbleitergebiet mit einer Dotierung des zweiten Leitungstyps (des P-Typs) und mit einer Dotierungskonzentration,
die höher als die Dotierungskonzentration zu dem Emitter — und zu dem Basishalbleitergebiet ist, so daß
eine Potentialsperre für den Durchgang von Ladungsträgern vom ersten Leitungstyp gegenüber dem Basishalbleitergebiet
2 sowie dem Emitterhalbleitergebiet 60 erhalten wird und bei Vorspannung sind Erschöpfungsschichten
an der Grenze des Sperrschichthalbleitergebietes 61 zu dem Basishalbleitergebiet 2 und zu dem
Emitterhalbleitergebiet 60 gebildet werden. Das Emit ter-Basis-Sperrschichthalbleitergebiet 61 ist genügend
dünn, datviii diese Erschüpiungsschichicii in dem Sperr- is
schichthalbleitergebiet 61 zusammenfließen, um bei Vorspannung Null nahezu vollständig das ganze Sperrschichthalbleitergebiet
61 an beweglichen Ladungsträgern vom ersten und vom zweiten Leitungstyp zu erschöpfen.
So enthält ein derartiger Transistor erschöpfte Sperrschichthalbleitergebiete 61 und 1, die die Emitter-Basis-
sowie die Kollektor-Basis-Sperrschichten bilden, während die Emitter-, Basis- und Kollektorhalbleitergebiete
60, 2 bzw. 3 alle den gleichen Leitungstyp aufweisen. Diese Gebiete 61 und 60 können selbstverständlich
durch Ionenimplantation erzeugt werden.
Eine Ausführung des »Heißelektronen«-Transistors besteht auch darin, daß allein die Emitter-Basis-Sperrschicht
durch ein an Ladungsträgern erschöpftes Sperrschichthalbleitergebiet 61 gebildet ist.
Obgleich sich die Ionenimplantation für die Bildung des dünnen Sperrschichthalbleitergebietes 1 und z. B.
eines hochdotierten Basishalbleitergebietes 2 besonders eignet, so können jedoch auch andere bekannte Herstellungsverfahren
angewandt werden. So eignet sich die Molekularstrahlepitaxie für die Bildung eines dünnen
Sperrschichthalbleitergebietes aus einem III-V-Halbleitermaterial,
z. B. Galliumarsenid. Die seitlichen Abmessungen von Halbleitergebieten, die durch Molekularstrahlepitaxie
angewachsen sind, können z. B. durch örtliches Abätzen, örtliche Überdotierung oder die Bildung
von halbisolierenden Zonen unter Verwendung eines örtlichen Protonenbeschusses definiert werden.
Weiterhin kann der Transistor einen Halbleiterzonenaufbau aufweisen, bei dem der Leitungstyp der einzelnen
Halbleitergebiete jeweils entgegengesetzt zu dem in den Beispielen angeführter. Leitungstyp ist. So
können z. B. das Basishalbleitergebiet 2 und das zweite Halbleitergebiet 3 P-leitend sein und die Dotierungskonzentration
des Sperrschichthalbleitergebietes 1 kann durch Donatoratome gebildet werden. Auch ist es
einleuchtend, daß Elektroden zum Anlegen einer Vorspannung über dem Sperrschichthalbleitergebiet 1 zwischen
dem Basishalbleitergebiet 2 und dem zweiten Halbleitergebiet 3 und damit zum Definieren eines
Stromweges, der der von dem Basishalbleitergebiet 2 nach dem zweiten Halbleitergebiet 3 über das Sperrschichthalbleitergebiet
1 verläuft, nicht direkt die Halbleitergebiete 2 und 3 zu kontaktieren brauchen, sondern
indirekt mit diesen Halbleitergebieten über weitere Halbleitergebiete — auch solchen, die sogar weitere
Halbleiterschaltungselemente bilden können — verbunden werden können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Transistor mit einem Basisgebiet, durch das der Stromdurchgang durch heiße Ladungsträger stattfindet,
und mit einer Emitter-Basis- und einer Basis-Kollektor-Sperrschicht,
wobei wenigstens eine dieser Sperrschichten sich zwischen dem Basisgebiet und einem zweiten Gebiet befindet, das ein Halbleitergebiet
vom ersten Leitungstyp ist und eine Emitter- bzw. eine Kollektorzone bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß das Basisgebiet (2) ein Halbleitergebiet vom ersten Leitungstyp ist und eine
höhere Dotierungskonzentration vom ersten Leitungstyp als das zweite Gebiet (3) aufweist, daß die
Sperrschicht, die sich zwischen dem Halbleiterbasis-.gebiet
(2) und dem zweiten Halbleitergebiet (3) be findet, aus einem Halbleitergebiet (1) vom zweiten,
zum ersten entgegengesetzten Leitungstyp besteht,
; dessen Aktivatorkonzentration so groß ist, daß eine
- Potentialsperre für den Durchgang der Ladungsträger des ersten Leitungstyps zwischen dem Halbleiterbasisgebiet
(2) und dem zweiten Halbleitergebiet (3) entsteht, und das außerdem so dünn ist, daß die
Erschöpfungsschichten, die das Sperrschichthalbleitergebiet (1) mit dem Halbleiterbasisgebiet (2) und
dem zweiten Halbleitergebiet (3) in dem Sperrschichhalbleitergebiet (1) bildet, bei Vorspannung
Null das ganze Sperrschichthalbleitergebiet (1) an beweglichen Ladungsträgern beider Leitungstypen
erschöpfen, so daß der Stromdurchgang durch dieses Sperrschichthalbleitergebiet (1) durch heiße Ladungsträger
des ersten Leitungstyps stattfindet, und daß das zweite Halbleitergebiet (3), das Halbleiterbasisgebiet
(2) und das Sperrschichthalbleitergebiet (1) alle aufeinanderfolgende Bereiche eines Halbleiterkörpers
bilden.
2. Transistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Halbleiterg.?biet (3) in dem
an das Sperrschichthalbleitergebiet (1) angrenzenden Teil (30) eine höhere Dotierungskonzentration
als in dem entfernteren Teil aufweist.
3. Transistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Halbleitergebiet (3) ein
Teil einer epitaktischen Schicht vom ersten Leitungstyp ist, die auf einem stark leitenden Halbleitersubstrat
(13) vom ersten Leitungstyp liegt, und daß eine Elektrodenschicht (23) auf dem Halbleitersubstrat
(13) angebracht ist (F i g. 2).
4. Transistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Halbleitergebiet (3) ein
Teil einer epitaktischen Schicht (53) vom ersten Leitungstyp ist. die auf einem Halbleitersubstrat (13)
vom zweiten Leitungstyp liegt, und daß eine Elektrodenschicht (23) auf dem zweiten Halbleitergebiet
(3)angebracht ist(Fig.3).
5. Transistor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterbasisgebiet
(2) mit einer Seite an eine Oberfläche des Halbleiterkörpers grenzt und an der gegenüberliegenden eo
Seite durch das Sperrschichthalbleitergebiet (1) von dem dort angrenzenden Teil des zweiten Halbleitergebiets
(3) getrennt wird.
6. Transistor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das an die Oberfläche grenzende Halbleiterbasisgebiet
(2) seitlich von einer ringförmigen Zone (24) vom ersten Leitungstyp begrenzt wird, die
das Halbleiterbasisgebiet (2) seitlich von dem dort angrenzenden Teil des zweiten Halbleitergebietes
(3) trennt und sich genügend tief in den Halbleiterkörper erstreckt, um das Sperrschichthalbleitergebiet
(t) zu schneiden.
7. Transistor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Zone (24) eine Dotierungskonzentration
aufweist, die von der des Sperrschichthalbleitergebietes (1) verschieden ist.
8. Transistor nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrschichthalbleitergebiet
(1) vom zweiten Leitungstyp zusätzlich eine Aktivatorkonzentration vom ersten Leitungstyp aufweist, wobei die Konzentration von Aktivatoren
vom zweiten Leitungstyp mindestens zwei Größenordnungen höher als die Konzentration von Aktivatoren
vom ersten Leitungstyp ist.
9. Transistor nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Halbleitergebiet
(3) vom ersten Leitungstyp ein Kollektorhalbleitergebiet ist, und daß ein drittes Halbleitergebiet
(60) vom ersten Leitungstyp ein Emitterhalbleitergebiet des Transistors bildet und von dem Halbleiterbasisgebiet
(2) durch ein zweites Sperrschichthalbleitergebiet (61) getrennt ist.
10. Transistor nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht einer
Schouky-Elektrode (40), die auf einem Teil des Halbleiterbasisgebietes (2) angebracht ist. die Emitter-Basis-Sperrschicht
bildet.
11. Transistor nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet,
daß die Dotierungskonzentration des Halbleiterbasisgebietes (2) unter der Schottky-Elektrode
(40) in einem Abschnitt bis zu einem Abstand von der Oberfläche des Halbleiterkörpers einen
Höchstwert aufweist.
12. Transistor nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Basis-Sperrschicht (40) oder die Kollektor-Basis-Sperrschicht
aus einer Anzahl von Teilsperrschichten bestehen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB11835/76A GB1573309A (en) | 1976-03-24 | 1976-03-24 | Semiconductor devices and their manufacture |
GB11835/77A GB1567061A (en) | 1976-03-23 | 1977-03-21 | Moulding compositions of mixtures of halogen-containing and halogen-free polyfunctional aromatic cyanic acid esters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2759763C2 true DE2759763C2 (de) | 1985-02-28 |
Family
ID=26248553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772759763 Expired DE2759763C2 (de) | 1976-03-24 | 1977-03-17 | Transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2759763C2 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3940783A (en) * | 1974-02-11 | 1976-02-24 | Signetics Corporation | Majority carriers-variable threshold rectifier and/or voltage reference semiconductor structure |
-
1977
- 1977-03-17 DE DE19772759763 patent/DE2759763C2/de not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3940783A (en) * | 1974-02-11 | 1976-02-24 | Signetics Corporation | Majority carriers-variable threshold rectifier and/or voltage reference semiconductor structure |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US-Buch: S.M.SZE "Physics of femiconductor Review" New York u.a. 1969, S. 587 bis 613 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1152763C2 (de) | Halbleiterbauelement mit mindestens einem PN-UEbergang | |
DE2266040C2 (de) | ||
DE1944793C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiteranordnung | |
DE2711562A1 (de) | Halbleiteranordnung und deren herstellung | |
DE1260029B (de) | Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen auf einem Halbleitereinkristallgrundplaettchen | |
DE2757762C2 (de) | Monolithische Kombination zweier komplementärer Bipolartransistoren | |
DE1965340A1 (de) | Schottky-Diode | |
DE3027599C2 (de) | ||
DE2842526A1 (de) | Bipolarer transistor | |
DE2730373C2 (de) | ||
DE2133979C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung | |
DE1284519B (de) | Zusammengesetzte Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2621791A1 (de) | Integrierter transistor mit saettigungsverhindernder schottky- diode | |
DE2341899A1 (de) | Halbleiteranordnung | |
DE2854174A1 (de) | Halbleiteranordnung mit einer steuerbaren pin-diode und schaltung mit einer derartigen diode | |
DE3526826A1 (de) | Statischer induktionstransistor und denselben enthaltenden integrierte schaltung | |
DE2913536C2 (de) | Halbleiteranordnung | |
DE2030917A1 (de) | Halbleiteranordnung | |
DE2364752A1 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE2054863B2 (de) | Spannungsverstaerker | |
DE2525529B2 (de) | Halbleiteranordnung mit komplementaeren transistorstrukturen und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2061689B2 (de) | Tunnel-laufzeitdiode mit schottky- kontakt | |
DE2759763C2 (de) | Transistor | |
DE3005367C2 (de) | ||
DE1299766B (de) | Thyristor und Verfahren zu seiner Herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OD | Request for examination | ||
AC | Divided out of |
Ref country code: DE Ref document number: 2711562 Format of ref document f/p: P |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |