DE2854995A1 - Integrierte darlington-schaltung - Google Patents

Integrierte darlington-schaltung

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DE2854995A1
DE2854995A1 DE19782854995 DE2854995A DE2854995A1 DE 2854995 A1 DE2854995 A1 DE 2854995A1 DE 19782854995 DE19782854995 DE 19782854995 DE 2854995 A DE2854995 A DE 2854995A DE 2854995 A1 DE2854995 A1 DE 2854995A1
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Description

N.V. Philips' Sioifcpsniabrisbn, Eindhoven
1.12.1978 1 PHF 776OI
Integrierte Darlington-Schaltung.
Die Erfindung bezieht sich
auf eine integrierte Darlingtonschaltung mit einem Halbleiterkörper mit mindestens einem ersten und einem
zweiten Bipolartransistor, wobei der Kollektor" des ersten r.
Transistors mit dem Kollektor des zweiten Transistors und der lOuidttcr des ersten Transistors mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist, und wobei der Halbleiterkörper ein hochdotiertes Substrat von einem ersten Leitungst>p enthält, auf dem eine erste epitaktische Schicht vom genannten ersten Leitungstyp, jedoch mit einer niedrigeren Dotierungskonzentration, abgelagert ist, die die Kollektorzonen des ersten und des zweiten Transistors bildet, wobei eine κvedte Schicht vom zweiten entgegengesetzten Leitungstvp auf der genannten ersten Schicht die
Ba.siszoaiendes ersten und des zweiten Transistors bildet, während eine erste und eine zweite Emitterzone vom ersten Led. Lungstyp des genannten ersten und des genannten zweiten Transistors; und ein Oberflächengebiet vom ersten Leitungs-■fcyPs das von der genannten ersten Emitterzone getrennt lsi,
derart angeordnet sind, dass sie an die genannte zweite Schicht ßi-onzreu, Hobel eine Elektrodonschicht einen gleichrichtorr!c-n .MetaJ 1 -HoJ bit iter-Kontaki- (Schottky-Kontak t) mit dem genannten Oberflächengebiet vom ersten Leitungstyp bdldfit und mit dor genannten ersten Emitterzone durch eine
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Metallschicht verbunden ist, die von der Halbleiteroberfläche durch eine Isolierschicht getrennt ist.
Darlingtonverstärker können hohe Verstärkungen aufweisen; sie weisen jedoch den Nabhteil auf, dass sie lange Umschaltzeiten benötigen. Tatsächlich werden die Unterbrechungszeiten - oder die Übergangszeiten von dem leitenden in den nichtleitenden Zustand - der beiden Transistoren zueinander addiert, wobei der Leistungstransistor erst gesperrt werden kann,
W wenn der1 Eingangstransistor nicht mehr leitend iäb und sich somit die Kapazität des- Emitter-Basis-Ubergangs dos genannten Eingangstransistors völlig entladen hat.
Zur Verbesserung der Umschaltzeit der Darlingtonschaltungen ist es bekannt, ihnen parallel zu dom Emitter-Basis-Ubergang des Eingangstransistors eine gesperrte Diode zuzusetzen die- es ermöglicht, dass der Sperriirlpuls direkt auf den Leistungstransistor und gleichzeitig auf den Eingangstransistor einwii-kt.
Diese Diode kann der Darlington—
anordnung hinzugefügt werden und kann auf diese ¥eise mit dieser Anordnung eine Hybridschaltung bilden. Es ist auch möglich, die Diode in dem Halbleiterkristall zu integrieren, in dem die beiden Transistoren des Verstärkers gebildet werden. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Darin ,
lingtonverstarkers mit einer integrierten Diode ist in der US-PS Nr. 3.913.213 beschrieben.
Die Diode, mit der dieser
Verstärker bestückt ist, wird in einem η-leitenden Oberflächengebiet eines Halbleiterkristalls gebildet, der den
Träger der gesamten Struktur bildet. Dieses Gebiet wird durch Diffusion zugleich mit einem anderen Oberflächengebiet erhalten, das das Emittergebiet des Eingangstransistors bildet. Die Dotierungskonzentration nach der Diffusion ist an der Oberfläche der genannten Gebiete hoch; sie beträgt etwa 1O"~ Atomo/cm3 . Für dan Emitter ist eine ähnliche Konzentration geeignet; eine solche Konzentration ist dagegen für die Diode zu hoch, die darm eine
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von 10 bis 10 Atomen/cm3 liegen). Es wird dalier i
niedrige Durchschlagspannung aufweisen würde, die mit d?r Punktion, die die genannte Diode im Verstärker erfüllen muss, nicht kompatibel ist (die geeignete Konzentration in der Nähe des Übergangs der Diode muss in der Grössenordnung
Gebiet der Diode ein· chemischer Angriff des Materials über einige ,um Tiefe durchgeführt, bis eine Oberfläche erreicht ist, wo die Dotierungskonzentration nahezu gleich
17 /τ
10 Atomen/cm ist. Von der letzteren Oberflache her wird der pn-Ubergang der Diode dann gebildet. In der genannten Patentschrift wird die Anwendung entweder einer Diode mit einem Schottky-Ubergang, die durch Kontakt eines Metalls auf einem Teil der genannten Oberfläche erhalten ist, oder einer üblichen Diode, die durch die Diffusion
einer p-Typ Verunreinigung von dieser Oberfläche her erhalten ist, beschrieben. In beiden Fällen wird dtix^ch einen metallenen Verbindungsleiter die Anode der Diode mit dem Emitter des Eingangstransistors verbunden.
Eine Darlingtonschaltung, die 20
mit einer Diode der in der US-Patentschrif t Ni'. 3·913«
beschriebenen Art versehen ist, ergibt befriedigende Resultate in bezug auf seine 1 irkung. Vom technologischen Standpunkt ergibt sich aber der Nachteil, dass ein besonderer Ätiivorgang zur Bildung der Diode durchgeführt werden 25
muss; dieser Vorgang behindert die Integration der genannten Diode.
Die Erfindung bezweckt, eine Darlingtonschaltung zu schaffen, der ausser den zwei
Transistoren eine die Umschaltung erleichternde Diode 30
enthält, wobei diese drei Elemente ohne ziisätzliche Ätzvorgang oder Dotierung in einer monolithischen Anordnung integriert werden.
Nach der Erfindung ist eine
integrierte Dax'iingt on schal tung der eingangs beschrie-35
bo.nf.ui Λϊ·ί cl.'idi!.'oh {j'.-i-r'/n'/itjnhni'l;, dass die gemannte zweite Schicht eine epitaktische Schicht ist; dass die genannte erste und die genannte zweite Emitterzone und das genannte
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Oberflächengebiet Teile einer dritten epitaktischen Schicht vom .ersten Leitungstyp enthalten, wobei jeder dieser Teile von einer hochdotierten Zone vom zweiten Leitungstyp umgeben ist, die sich von der Oberfläche
zu der zweiten epitaktischen Schicht erstreckt; dass die genannte erste Emitterzone eine an die Oberfläche grenzende höher dotierte erste Kontaktzone enthält, die von einem Teil der niedriger dotierten dritten epitaktischen
Schicht umgeben ist, und dass das genannte Oberflächen-10
gebiet eine an die Oberfläche grenzende höher dotierte zweite Kqntaktzone enthält, die die genannten atif dem niedriger dotierten Teil der epitaktischen Schicht erzeugte Elektrodenschicht umgibt und von dieser Elektroden
scTxcht getrennt ist, wobei die genannte Metallschicht mit 15
der genannten Elektrodenschicht und der genannten ersten Kontaktzone verbunden ist, und wobeidie genannte zweite Kontaktzone mit der genannten hochdotierten Zone vom zweiten Leitungstyp verbunden ist, die das genannte Oberflächengebiet vom ersten Leitungstyp umgibt.
Da die dritte epitaktisehe
Schicht niedrig dotiert ist, kann darin der Schottky-Übergang direkt auf ihrer Oberfläche in bekannter Weise durch Ablagerung einer Metallkontaktschicht gebildet
werden. Es ist nicht erforderlich, vorher eine J.okalisier— 25
te Diffusion durchzuführen, um für die Bildung des genannten Übergangs günstige Dotierungsbedingungen zu erhalten, während es auch nicht notwendig ist, das Halbleitermaterial zu ätzen, wie di.es bei dem beschriebenen bekannten Darlingtonverstärker der Fall ist.
Nach einer ersten bevorzugten
Ausführungsform grenzt die genannte zweite Kontaktzone an die genannte hochdotierte Zone vom zweiten Leitungstyp. In diesem Falle schliesst vorzugsweise eine Metallschicht, die einen Verbindungsleiter enthält, die· genannte soweit-»» Kontaktzone und die genannte hochdotierte Zone an der Oberfläche kurz.
Nach einer weiteren bevorzug-
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ten Ausführungsform weisen die erste und die zweite Kontaktzone nahezu die gleiche Tiefe, die gleiche Dotierungskonzentration und das gleiche Dotierungsprofil auf, so dass sie in demselben Arbeitsgang hergestellt werden können.
Eine weitere besondere
Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat η-leitend ist und einen spezifischen Widerstand von etwa 0,015 .cm aufweist, dass die erste epitakti'sche Schicht η-leitend ist und einen spezifischen Widerstand von etwa 10 .cm aufweist, dass die zweite epitaktische Schicht p-leitend ist und einen spezifischen Widerstand von etwa 6 .cm aufweist, und dass die dritte epitak ische Schicht n—leitend ist und einen spezifischen
^ Widerstand von etwa 3 «cm aufweist. In diesem Falle liegt der Abstand zwischen dem Schotfcky-Kontaktrand und der umgebenden zweiten Kontaktzone vorzugsweise zwischen und 50 /um.
• Einige Ausführungsformen der
2^ Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch
einen Teil einer integrierten Darlingtonschaltung nach der Erfindung,
Fig. 2 das Schaltbild einer Darlingtonanordnnng, die mit einer Diode versehen ist, mit der die Umschaltgeschwindigkeit verbessert werden kann,
Fig. 3 eine Draufsicht auf
eine Ausführungsform nach der Erfindung eines eine Mesastruktur aufweisenden Darlingtonverstärkers, dessen Eingangstransistor zwischen seinem Emitter und seiner Basis mit einer Schottky-Diode gekoppelt ist, und
Fig. h einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3.
Es sei bemerkt, dass in den
verschiedenen Figurc-n die geometrischen Abmessungen der die Anordnungen bildenden Teile nicht massstäblich gezeich-
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net sind, um die Deutlichkeit der Figren zu fördern.
Die monolithische Halbleitei"-
anordnung mit einer flächenhaften Mehrschichtenstruktur vom Mesatyp nach Fig. 1 wird in einer Siliziumscheibe 1 hergestellt, wobei in der Dickenrichtung dieser Schabe nacheinander von der unteren Fläche 1a zu der oberen oder aktiven Fläche 1b unterschieden werden können : zunächst ein η-leitendes hochdotiertes Substrat'10, anschliessend eine erste, ebenfalls n~leitende, aber niedrig dotierte
W epitakti-sche Schicht 1 1 , dann eine zweite p-3eiten.de niedrig dotierte epitaktische Schicht 12 und schliesslich eine dritte η-leitende niedrig dotierte epitaktische Schicht 13.
Die epitaktische Schicht 13 ist
^ in zwei Teile 1'+ und 15 durch ¥ände 16 unterteilt, die zusammen eine p-leiten.de hochdotierte Halbleiterzone bilden und die von der zweiten Schicht 12 her an die obere Fläche 1b der Anordnung grenzen.
In dem ersten Teil 14 ist eine
Diode D mit Scbottky-Ubergang durch eine Elektrodenschicht gebildet, die aus der Metallschicht 17 auf dev Oberfläche dev epitaktischen Schicht 13 besteht. Die genannte Metallschicht 17 - z.B. aus Aluminium - bildet die Anode der Diode D. Ein η-leitendes hochdotiertes Oberflächengebiet 18 erstreckt sich in einem kleinen Abstand von dem Rand des Übergangs J der genannten Diode D. Vorzugsweise erstreckt sich dieses Gebiet 18 rings um den genannten Rand und es befindet sich neben den Rändern der Wände 16, die den Teil ~[k begrenzen, wie in Fig. 1 dargestellt ist; es bildet die Kathode der Diode D.
In dem zweiten Teil 15 der
Schicht 13 befindet sich der epitaktische Emitter 19 eines Transistors T, dessen Basis- und Kollektorzonen durch die Schichten 12 bzw. 11 gebildet werden. Metallschichten stel-
Jen die Kontaltanschlüsse airf den verschiedenen Tollen des genannten Transistors her: es handelt sicli um die Metallschicht 20, die auf einer Kontaktzone 21 ruht, die hoch
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dotiert und an der Oberfläche des Emitters 19 gebildet ist; um die Metallschicht 22, die auf den Wänden 16 und somit auf der Basisschicht 12 ruht, und um die Metallschicht 23, die auf der Fläche 1a der Scheibe 1 abgelagert ist, die den Kontakt mit dem Substrat 10 selber in direkter Verbindung mit der ersten epitaktischen Schicht 11 herstellt.
Die Metallschicht 22 rufet
über einen Teil ihrer Ausdehnung sowohl auf den Wänden 16 als auch auf dem Oberflächengebiet 18, und dient somit als elektrischer Ausgang', für die Kathode der Diode D sowie für die Basis des Transistors T. Übrigens ist die Metallschicht 17 (Ausgang für die Anode der Diode D) mit der Metallschicht 20 (Ausgang für den Emitter des Transistors T) durch einen Leiter verbunden, der durch, eine gestrichelte Linie 24 dargestellt ist und sich an der Oberfläche der Anordnung erstreckt.
Die Anordnung der beschriebenen
Art kombiniert vorteilhafterweise einen Transistor und eine *" Schottky-Diode zu einer monolithischen Anordnung, wobei die genannte Diode zu dem Emitter-Basis-Ubergang des genannten Transistors und gegensinnig zu diesem Übergang geschaltet ist. Nach der Erfindung befindet sich derUbergang J der genannten Schottky-Diode an der Oberfläche der dritten £Ό niedrigdotierten Schicht 13, von der ein Teil 19 das epitaktische Emittergebiet des genannten Transistors bildet.
Es sei bemerkt, dass bei der
Struktur nach Fig. 1 eine piip-Streutransistor vorhanden ist, der durch die Diode D und die epJ. taktische Schicht 12 gebildet wird ( der Übergang J ist der Eniitter-Basis-Dbergang dieses Streutransistors, dessen Kollektor durch die Schicht 12 gebildet wird). Dieser Transistor beeinträeh tigt jedoch nicht die Wirkung der Anordnung, weil in einem
Sehe» tt.ky-Übcrgangskontak t, der Strom nahezu ausschliesslich aus if.LekIroneii besteht, die von dem n—leitenden Teil injiziert werden; es findet praktisch keine Injektion von
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Löchern statt. Die Verstärkung des genannten Streutransistors isb dann nahezu gleich Null.
Die.obenbeschriebene und in
der Fig. 1 gezeigte Anordnung bildet einen Teil eines Darlingtonverstärkers, wobei der Transistor dieser Anordnung den Eingangstransistor des Verstärkers und die Diode das Element bildet, mit dem die Umschaltgeschwindigkeit der Anordnung verbessert werden kann.
Das Schaltbild nach Fig. 2
eines Darlingtonverstärkers, von ώΐη die Figuren 3 und K
·
eine praktische Ausführungsform darstellen, wobei die Massnahmen nach der Erfindung berücksichtigt werden, enthält einen Eingangstransistor T1 (analog dem Transistor T der Fig. 1) und einen Leistungstransistor T„. Auf bekannte Weise wird sichergestellt, dass der Emitter von T1 mit der Λ
Basis von T verbunden ist, dass die Kollektoren der beiden Transistoren miteinander verbunden sind, dass die Basis von T1 mit der Eingangskiemine E verbunden ist, während der Emitter von T„ mit der Ausgangsklemme S des
Verstärkers verbunden ist, dass weiter ein erster Wider-20
stand R1 zu dem Emitter-Basis-Übergang von T1 parallel geschaltet ist und dass ein zweiter Widerstand R„ zu dem Emitter-Basis-Ubergang von T„ parallel geschaltet ist. Ausserdem ist eine Diode D - im vorliegenden Falle eine der Diode D der Fig. 1 analoge Schottky-Diode - gegensinnig zu dem Emitter-Basis-Ubergang von T1 geschaltet. Im vorliegenden Beispiel sind die beiden Transistoren T1 und T„ vom npn-Typ: Daher ist die Anorde der Diode D mit dem Emitter von T1 verbunden, während die Kathode dieser Diode D mit der Basis von T1 verbunden ist. 1 ·
Der Darlingtonverstärker nach
den Figuren 3 und h ist auf einem Substrat 30 aus nleitendem hochdotiertem Silizium hergestellt, das mit drei aufeinanderfolgenden epitaktischen Scüchten überzogen ist,
und zwar einer ersten η-leitenden niedrig dotierten Schicht 35
31» einer zweiten p-leitenden niedrig dotierten Schicht und einer dritten n-leitenden niedrig dotierten Schicht 33.
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1.12.1978 Ψ , PHF 77001
Φ,
Die Schicht 31 bildet den
den Transistoren T1 und Tp gemeinsamen Kollektor, wobei dip Verbindung über das Substrat 30 hergestellt wird.
Ein Teil 32a der Schicht 32 bildet die Basis des Transistors T-; ein anderer Teil 32b der Schicht 32 bildet die Basis des Transistors Tp.
Die epitaktische Schicht 33
ist durch Wände in drei Teile unterteilt. Obgleich diese Wände gesondert in dem Schnitt nach Fig. k dargestellt ™ sind (und mit gesonderten Bezugszeichen 3ka, 3kh,...
bezeichnet sind, um die Deutlichkeit der Figuren zu fördern) , bilden sie zusammen eine einzige p-leitende hochdotierte Halbleiterzone 3h, die von der zweiten Schicht
32 her an die obere Fläche der Anordnung grenzt und den '° Kontaktanschluss auf den Basen der Transistoren T1 und T0 herstellt.
In dem ersten der drei Teile
innerhalb der Wände 3ka ist eine Diode D durch eine Elektrodenschicht gebildet,· die aus einer Metallschicht
Of)
35 auf der Flache des Teiles 33a- der epitaktischen Schicht
33 innerhalb des genannten Teiles besteht. Dine n-leitende hochdotierte Kontaktzone 36 umschliesst den Übergang der Diode D und grenzt an die Wände 3^a.. Die Metallschicht 35 ist die Anode der Diode D; das Oberflächengebiet 36 ist die Kathode dieser Diode.
In dem zweiten Teil zwischen
den Wänden 3'fa und 3^b befindet sich ein Teil 33b der Schicht 331 dez- den epitaktischen Emitter1 des Transistors T1 bildet.
30
In dem dritten Teil zwischen
den Wänden 3^e und 3^d befindet sich ein Teil 33c der Schicht 331 dar den epitaktischen Emitter des Transistors T„ bildet.
Zwischen den beiden Transis-
35
tor cn T1 und T,, trennen Nuten 37 und 38, die bis zu dcjni Substrat 3Ö ausgeätzt sind, die jedem dei: Transistoren entsprechenden Schichtteile voneinander, wobei ein schmaler
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1b
Zwischenraum einer bestimmten Länge zwischen den Basen der beiden genannten Transistoren freigelassen wird.
Die Basis von T1 ist mit dem Oberflächenleiter 39 verbunden, der auf den Wänden 34a ruht. Dieser Leiter 39 ruht ebenfalls auf dem Oberflächengebiet 36 der Diode D und stellt auf diese Weise die Verbindung zwischen der Basis von T1 und der Kathode von D her. Ein anderer Oberflächenleiter 4θ, der auf einer Kontaktzone 4i ruht, die hochdotiert ist und an der Oberfläche des Emitters 33b von T1 gebildet wird, ist mit der Metallschicht 35 verbunden, die die Anode der Diode D bildet (tatsächlich bildet die Sdicht 35 einen integrierenden Teil des Leiters 4θ).
* Die Basis von T? ist mit der
Metallschicht 42 verbunden, die auf den Wänden 34c und 34d ruht. Eine Metallschicht 43 stellt den Kontakt auf einer hochdotierten Kontaktzone 44 her, die an der Oberfläche des Emitters 33c von T„ gebildet wird.
-Eine Metallschicht 45 stellt
den Kontakt auf der unteren Fläche des Substrats 30 mit den Kollektoren von T1 und Tp her.
Eine Metallschicht 46 verbindet den Emitter des Transistors T1 mit der Basis des Transistors Tp. Diese Metallschicht 46 erstreckt sich über
den schmalen Zwischenraum zwischen den Nuten 37 und 38. Sie ragt über einen Halbleiterteil 32c der Schicht 32 und über einen Teil 34e der Zone 34 hervor, der den Widerstand R1 bildet, der im Schaltbild nach Fig. 2 dargestellt ist. Der Widerstand Rp, der auch in diesem Schaltbild. dargestellt ist, wird durch eine Fortsetzung der Zone 34 in Richtung der Kontaktzone 44 gebildet, wobei auf dieser Fortsetzung ein Kontakt durch die Metallschicht 43 des Emitters von T0 gebildet wird.
Das Verfahren zur Herstellung
einer Anordnung der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Arb benutzt die üblichen auf dem Halbleitergebiet bekannten Techniken. Ausgehend von einer η -Siliziumscheibe, die mit
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Antimon dotiert ist, darart, dass sie einen spezifischen Widerstand in der GrossenOrdnung von 0,015-Ω- cm aufweist, wird eine erste η-leitende epitaktische Schicht 31 abgelagert, die mit Arsen dotiert ist, derart, dass ein spezifischer Widerstand von ~ 10 SL .cm erhalten wird; diese Schicht weist eine Dicke von 20 ,um auf. Dann wird eine zweite p-leitende epitaktische Schicht 32 abgelagert, die mit Bor dotiert ist, derart, dass ein spezifischer Widerstand von Z^- 6 £L .cm erhalten wird; diese Schicht veLst eine Dicke von 10 ,um auf. Schliesslich wird eine dritte η-leitende epitaktische Schicht 33 abgelagert, die mit Arsen dotiert ist, derart, dass ein spezifischer Widerstand von Ci-- 3 -^- cm erhalten wird; diese Schicht weist eine Dicke von 5/Um auf. Durch Photoätzen wird eine Maske
'
erhalten, deren Fenster der Zone rJ>h entsprechen, wonach eine Bordiffusion durchgeführt wird, derart, dass eine ■ Diffusions tiefe von 6,5 ,um, eine Oberflächenkonzentratioii
19 ι
von 5*10 Atomen/cm und ein Quadratwiderstand von 100 erhalten v/erden. Dann wird eine neue Maske gebildet, deren
, , j
Fenster den Kontaktzonen q1 und 4-4 auf den Emittern der Transistoren und dem Oberflächengebiet 36 der Diode entsprechen, während eine Phosphordiffusion durchgeführt wird, derart, dass eins Diffusionstiefe von 2,5 bis 3/um, eine '
20 Oberflächenkonzentration in der Grössenordnung von 5·10
, .
Atomen/cnr und ein Quadratwiderstand von 2 _Q_ erhalten werden. Dann werden die Schlitze 37 und 38 zugleich mit den Nuten geätzt, die die Anordnung umgeben und durch die die identischen Anordnungen, die üblicherweise aus derselben
Scheibe hergestellt werden, voneinander geti^ennt werden. 30
Die Tiefe der Schlitze liegt in der Grössenordnung von k0 ,um. Die Anordnung wird dadurch fertiggestellt, dass Koiitakfcfenster in der sie bedeckenden Oxidschicht geöffnet werden, eine Aluminiumschicht durch Aufdampfen im Vakuum
abgelagert und schliesslich die letztere Metallschicht 35
derarb geätzt wird, dass die verschiedenen Oberflächenleiter erhalten werden. .Tn bezug auf insbesondere die Anode der Schottky-Diode ist es bekannt, dass diese auch - im
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vorliegenden Beispiel aus einem η-leitenden Halbleitermaterial™ dadurch gebildet Airerden könnte, dass eine Kontaktschicht aus z.B. Platin oder ausei ner Legierung von Platin-Nickel (38 # Pt, 62 % Ni) abgelagert wird.
Der Abstand zwischen den einander gegenüber liegenden Rändern d.es Übergangs der Schottky Diode und des den genannten Übergang umgebenden Oberflächengebiets 36 beträgt vorteilhafterweise 20 /Um ( 10 bis 50/um).
Die obenbeschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf Anordnungen mit einem oder mehreren npn-Transistoren. Es sei aber bemerkt, dass sich die Erfindung auch ohne Abänderung der Struktur bei pnp-Transistoren anwenden lässt. Die dritte epitaktische Schicht ist dann p-leitend und die Metallkontaktschicht der Schottky-Diode auf dieser dritten Schicht wird dann vorzugsweise, aus Nickel bestehen; die genannte Nickelschicht wird in diesem Falle die Kathode der Diode bilden, die mit dem Emitter des Transistors T1 verbunden ist, während das p-leitende Halbleitermaterial die Anode dieser
2" Diode bilden wird, die ihrerseits mit der Basis des genannten Transistors verbunden ist.
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Claims (1)

  1. 2354995
    1.12.1978 ι PHF 77601
    PATENTANSPRUECHE :
    1J Integrierte Darlingtonschaltung mit einem Halbleiterkörper mit mindestens einem ersten , und einem zweiten Bipolartransistor, wobei der Kollektor des ersten Transistors mit dem Kollektor des zweiten Transistor's und der Emitter des ersten Transistors mit der . Basis des zweiten Transistors verbunden ist, und wobei der Halbleiterkörper ein hochdotiertes Substrat von einem ersten Leitungstyp enthält s auf dem eine erste epitaktifiche Schicht vom genannten ersten Leitungstyp, jedoch mit einer niedrigeren Dotierungskonzentration, abgelagert ist, die die Kollektorzorien des ersten und des zweiten Transistors bildet, wobei eine zweite Schicht vom zweiten entgegengesetzten Leitungstyp auf der genannten ersten Schicht die Basiszonen des ersten und des zweiten Transistors bildet, während eine erste und. eine zweite Emitterzone vom ersten Leitungstyp des genannten ersten und des genannten zweiten Transistors und ein Oberflächengebiet vom ersten LcLtungstyp, das von der genannten ersten Emitterzone getx'ennt ist, derart angeordnet sind, dass sie an die ge™ nannte zweite Schicht grenzen, wobei eine Elektrodenschicht einen glei chxicbtenden Metall-Halbleiter-Koritakt (Schottky-Kontakt) mit dom {yeuaiui I on. Ohorf länbeny .:hi e t vorn ersten Leitungstyp bildet und mit der genannten ersten Emitterzone durch eine Metallschicht verbunden ist, die
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    von der Halbleiteroberfläche durch eine Isolierschicht getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zweite Schicht (32) eine epitaktische Schicht ist; dass die genannte erste und die genannte zweite Emitterzone und das genannte Oberflächengebiet Teile (33b, 33c, 33a) einer dritten epitaktischen Schiebt (33) vom ersten Leitungstyp enthalten, wobei jeder dieser Teile von einer hochdotierten Zone (3^) vom'zweiten Leitungstyp umgeben ist, die sich von der Oberfläche zu der zweiten epitaktischen Scliicht (32) erstreckt; dass die genannte erste Emittex-zone eine an die Oberfläche grenzende höher dotierte erste Kontaktzone (hl) enthält, die von einem Teil (33b) der niedriger dotierten dritten epitaktischen Schicht umgeben ist, und dass das genannte Oberfläcliengebiet (33&-> 36)
    eine an die Oberfläche grenzende höher dotierte ziäte Kontaktzone (36) enthält, die die genannte auf dem niedriger dotierten Teil (33a). der epitaktischen Schicht erzeugte Elektrodeiischicht (35) umgibt und von dieser Elektrodenschicht getrennt ist, wobei die genannte Metall-
    schicht (^iO) mit der genannten Elektrodenschicht (35) und der genannten ersten Kontaktzone (^1) verbunden ist, und wobei die genannte zweite Kontaktzone (36) mit der genannten hochdoetierton Zone (3^) vom zweiten Leitungstyp verbunden ist, die das genannte Oberflächengebiet. (33a, 36) 25
    vom ersten Leitungstyp umgibt.
    2. Integrierte Darlingtonschaltung
    nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zweite Kontaktzcne (3^) an die genannte hochdotierte Zone
    (3^1) vom zweiten Leitungstyp grenzt. 30
    3« Integrierte Darlingtonschaltung
    nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallschicht (39)» die einen Verbindungsleiter enthält, die genannte zweite Kontaktzone und die genannte hochdotierte
    Zone an der Oberfläche kurzschliesst. ,
    'l· · .Ent .rjgj/i or fco Darlingtonschaltung nach Anspruch 1, 2 odor 3» dadurch - gekennzeichnet, dass die genannte er.ste und die genannte zweite Kontaktzone (<Ϊ1,
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    36) nahezu die gleiche Tiefe, die gleiche Dotierungskonzentration und das gleiche Dotierungsprofil aufweisen. 5. Integrierte Darlingtonschaltung
    nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-
    ■ zeichnet, dass das Substrat (30) η-leitend ist und einen spezifischen Widerstand von etwa 0,015 -Ώ- «cm aufweist; dass die erste epitaktische Schicht (3"O η-leitend ist und einen spezifischen Widerstand von etwa 10 SL .cm aufweist,
    dass die zweite epitaktische Schicht (32) p-leitend ist 10
    und einen spezifischen Widerstand von etwa 6 -Xi. «cm aufweist, und dass die dritte epitaktische Schicht (33) η-leitend ist und einen spezifischen Widerstand von etwa 3 JX .cm aufweist. 6. Integrierte Darlingtonschaltung
    nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Schottky-Kontaktrand und der umgebenden zwei™" ten Kontaktzone (36) zwischen 10 und 50 /um liegt.
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DE19782854995 1977-12-30 1978-12-20 Integrierte Darlington-Schaltungsanordnung Expired DE2854995C2 (de)

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DE10149691B4 (de) * 2000-10-16 2007-06-14 Kanji Higashiyamato Otsuka Integrierte Halbleiterschaltung mit Varactorbauteilen

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FR2335957A1 (fr) * 1975-12-17 1977-07-15 Radiotechnique Compelec Dispositif semiconducteur monolithique comprenant un pont de redressement

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CA1123922A (en) 1982-05-18
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FR2413785B1 (de) 1982-11-12
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