RU189905U1 - Биполярный кремниевый планарный транзистор - Google Patents
Биполярный кремниевый планарный транзисторInfo
- Publication number
- RU189905U1 RU189905U1 RU2019109481U RU2019109481U RU189905U1 RU 189905 U1 RU189905 U1 RU 189905U1 RU 2019109481 U RU2019109481 U RU 2019109481U RU 2019109481 U RU2019109481 U RU 2019109481U RU 189905 U1 RU189905 U1 RU 189905U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- emitter
- contact
- region
- silicon planar
- Prior art date
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 19
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation 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
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
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
- H01L29/30—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface
- H01L29/34—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface the imperfections being on the surface
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)
Abstract
Предлагаемая полезная модель относится к области электронной техники, а более конкретно - к конструкции биполярных кремниевых планарных транзисторов с, так называемой, «островковой» базой, и может быть использована для повышения надежности биполярных кремниевых планарных транзисторов. В предлагаемой полезной модели биполярного кремниевого планарного транзистора, состоящего из области коллектора, в которой сформирована область базы, сплошной области эмиттера, вписанной в базу, с системой отверстий под контакт к базе, защитного окисла, покрывающего области коллектора, базы и эмиттера, контактных окон в защитном окисле к эмиттеру и к базе в местах отверстий в эмиттере под контакт к базе, контактные области к базе дополнительно окружены кольцами из слоя эмиттера шириной х≤W≤2,5хна расстоянии 1,9х≤Н≤3хот эмиттера, где х- глубина эмиттерной области. Результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности биполярных кремниевых планарных транзисторов. 1 таб., 2 ил.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области электронной техники, а более конкретно - к конструкции биполярных кремниевых планарных транзисторов с, так называемой, «островковой» базой, и может быть использована для повышения надежности биполярных кремниевых планарных транзисторов.
Известен биполярный кремниевый планарный транзистор, состоящий из области коллектора, в которой сформирована область базы, сплошной области эмиттера, вписанной в базу, защитного окисла, покрывающего области коллектора, базы и эмиттера, контактных окон в защитном окисле к эмиттеру и к базе (см., например, патент США US 4024564, класс H01L 29/34 от 17 мая 1977 г.).
Недостатком данного биполярного кремниевого планарного транзистора является неравномерное распределение плотности тока из-за эффекта оттеснения, что может быть причиной снижения коэффициентов передачи в открытом состоянии транзистора, а также причиной отказов за счет локального повышения плотности тока на периферии эмиттера. Также из-за того, что площадь базы значительно больше площади эмиттера, быстродействие транзистора невелико.
Данный недостаток устранен в биполярном кремниевом планарном транзисторе с «островковой» базой, состоящем из области коллектора, в которой сформирована область базы, сплошной области эмиттера, вписанной в базу, с системой отверстий под контакт к базе, защитного окисла, покрывающего области коллектора, базы и эмиттера, контактных окон в защитном окисле к эмиттеру и к базе в местах отверстий в эмиттере под контакт к базе (см., например, каталог фирмы Sanyo «For Displays and Projectors. Ultra-high Quality Output Devices», июнь 1997 г., стр. 9).
В такой структуре биполярного кремниевого планарного транзистора линейные размеры эмиттера на две ошибки совмещения меньше базы, что резко уменьшает пассивную площадь базы и увеличивает быстродействие. Транзистор представляет собой совокупность базовых контактов, равномерно распределенных по всей площади эмиттера, что увеличивает общую площадь и длину периферии эмиттера. Это способствует равномерному распределению плотности тока, а также позволяет работать при больших токах.
Недостатком данного биполярного кремниевого планарного транзистора является то, что при наличии дефектов в поверхностном слое эмиттера около базового контакта, дефект может перехватить базовый ток всего транзистора, и эмиттер около такого базового контакта может вступить в режим теплового пробоя, что приводит к выходу всего транзистора из строя.
Результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности биполярных кремниевых планарных транзисторов.
Указанный результат достигается тем, что в отличие от известного устройства, в предлагаемой полезной модели биполярного кремниевого планарного транзистора, состоящего из области коллектора, в которой сформирована область базы, сплошной области эмиттера, вписанной в базу, с системой отверстий под контакт к базе, защитного окисла, покрывающего области коллектора, базы и эмиттера, контактных окон в защитном окисле к эмиттеру и к базе в местах отверстий в эмиттере под контакт к базе, контактные области к базе дополнительно окружены кольцами из слоя эмиттера шириной хЭ≤W≤2,5хЭ на расстоянии 1,9хЭ≤Н≤3хЭ от эмиттера, где хЭ - глубина эмиттерной области.
В данном транзисторе ток базы от контакта к базе протекает к эмиттеру через «сжатый» резистор, образованный кольцом из эмиттерного слоя около базового контакта. Этот «сжатый» резистор обладает большим температурным коэффициентом сопротивления, и при увеличении базового тока он увеличивает свое сопротивление, что за счет отрицательной обратной связи уменьшает базовый ток.
W выбрано больше хЭ из-за того, что при меньших ширинах глубина проникновения примеси может оказаться меньше, и номинал «сжатого» резистора уменьшится, а также уменьшится его температурный коэффициент сопротивления. W выбрано меньше 2,5хЭ для того, чтобы сильно не увеличивать сопротивление «сжатого» резистора.
Н выбрано больше 1,9хЭ, чтобы кольцо не смыкалось с эмиттером, так как боковая диффузия эмиттерной примеси уходит под маску примерно на 0,8 глубины эмиттера, кроме того эмиттер окружен обедненной областью. Н выбрано меньше 3хЭ, чтобы не занимать рабочую площадь эмиттера.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурами. Конструкция предлагаемого биполярного кремниевого планарного транзистора представлена на фиг. 1 (вид сверху) и на фиг. 2 (разрез).
Позициями на фиг. 1, 2 обозначены:
1 - эмиттерная область;
2 - базовая область;
3 - контактные окна к эмиттерной области;
4 - металлизация эмиттера;
5 - контактные окна к базовой области;
6 - металлизация базы;
7 - кольца из слоя эмиттера;
8 - эпитаксиальный слой;
9 - кремниевая монокристаллическая подложка;
10 - металлизация коллектора;
11 - слой термического оксида кремния;
W - ширина кольца из эмиттерного слоя;
Н - зазор между кольцом из эмиттерного слоя и эмиттером;
хЭ - глубина эмиттерного слоя.
Предлагаемый биполярный кремниевый планарный транзистор можно изготовить следующим образом: в эпитаксиальном слое 8 р-типа проводимости с сопротивлением 10 Ом⋅см и толщиной 16 мкм на кремниевой монокристаллической подложке 9 р-типа проводимости и удельным сопротивлением 0,005 Ом⋅см формируют базовую область 2 n-типа проводимости толщиной 4 мкм и поверхностным сопротивлением 350 Ом (см. фиг. 2). В базовой области формируют эмиттерную область 1 глубиной хЭ=2 мкм и удельным сопротивлением 8 Ом см с кольцами 7 шириной W=3 мкм на расстоянии Н=5 мкм. В слое термического оксида кремния 11 толщиной 0,6 мкм формируют контактные окна к базовой 5 и эмиттерной 3 областям. Затем методом магнетронного напыления наносят слой алюминия толщиной 2 мкм, формируют методом фотолитографии металлизацию базы 6 и эмиттера 4. Затем на обратной стороне пластины формируют металлизацию коллектора 10, напыляя слой золота толщиной 0,5 мкм и обрабатывая полученное покрытие при температуре 450°C в течение 10 минут.
Ниже приведена таблица в которой сравнивались параметры биполярного транзистора размером кристалла 0,7×0,7 мм2. В п. 1 приведены параметры транзистора изготовленные по прототипу, в п. 2-4 - по предлагаемому техническому решению, а в п. 5 за пределами предлагаемого технического решения
Из таблицы видно, что биполярный транзистор имеет меньшую надежность за счет наступления вторичного пробоя при меньших токах базы. А образец, изготовленный с параметрами за пределами предлагаемого технического решения, имеет большее напряжение насыщения эмиттер - база.
Claims (1)
- Биполярный кремниевый планарный транзистор, состоящий из области коллектора, в которой сформирована область базы, сплошной области эмиттера, вписанной в базу, с системой отверстий под контакт к базе, защитного окисла, покрывающего области коллектора, базы и эмиттера, контактных окон в защитном окисле к эмиттеру и к базе в местах отверстий в эмиттере под контакт к базе, отличающийся тем, что контактные области к базе дополнительно окружены кольцами из слоя эмиттера шириной хЭ≤W≤2,5хЭ на расстоянии 1,9хЭ≤Н≤3хЭ от эмиттера, где хЭ - глубина эмиттерной области.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019109481U RU189905U1 (ru) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | Биполярный кремниевый планарный транзистор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019109481U RU189905U1 (ru) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | Биполярный кремниевый планарный транзистор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU189905U1 true RU189905U1 (ru) | 2019-06-11 |
Family
ID=66948003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019109481U RU189905U1 (ru) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | Биполярный кремниевый планарный транзистор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU189905U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2695253A1 (fr) * | 1990-05-09 | 1994-03-04 | Int Rectifier Corp | Dispositif à transistor de puissance ayant une région à concentration accrue ultra-profonde. |
| US6660570B2 (en) * | 1999-10-28 | 2003-12-09 | Fairchild Korea Semiconductor, Ltd. | Method of fabricating a high voltage semiconductor device using SIPOS |
| UA75025C2 (en) * | 1998-02-27 | 2006-03-15 | Abb Shweiz Ag | Insulated gate bipolar transistor |
| RU91651U1 (ru) * | 2009-09-01 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ" | Полупроводниковое силовое устройство |
-
2019
- 2019-04-01 RU RU2019109481U patent/RU189905U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2695253A1 (fr) * | 1990-05-09 | 1994-03-04 | Int Rectifier Corp | Dispositif à transistor de puissance ayant une région à concentration accrue ultra-profonde. |
| UA75025C2 (en) * | 1998-02-27 | 2006-03-15 | Abb Shweiz Ag | Insulated gate bipolar transistor |
| US6660570B2 (en) * | 1999-10-28 | 2003-12-09 | Fairchild Korea Semiconductor, Ltd. | Method of fabricating a high voltage semiconductor device using SIPOS |
| RU91651U1 (ru) * | 2009-09-01 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ" | Полупроводниковое силовое устройство |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2667477B2 (ja) | ショットキーバリアダイオード | |
| US20170025524A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device | |
| US3538399A (en) | Pn junction gated field effect transistor having buried layer of low resistivity | |
| GB883906A (en) | Improvements in semi-conductive arrangements | |
| GB1023531A (en) | Improvements in or relating to semiconductor devices | |
| US3220896A (en) | Transistor | |
| US3629782A (en) | Resistor with means for decreasing current density | |
| RU189905U1 (ru) | Биполярный кремниевый планарный транзистор | |
| US5223442A (en) | Method of making a semiconductor device of a high withstand voltage | |
| TW202125841A (zh) | 肖特基能障二極體 | |
| US20180277636A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| EP0064614A2 (en) | Improved emitter structure for semiconductor devices | |
| CN106206749A (zh) | 一种具有不饱和特性的肖特基晶体管及其制备方法 | |
| US3268782A (en) | High rate of rise of current-fourlayer device | |
| US4638342A (en) | Space charge modulation device | |
| JP3396125B2 (ja) | 定電圧ダイオード | |
| JP2015170667A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2712098B2 (ja) | 半導体装置 | |
| TWI812559B (zh) | 功率元件及其製作方法 | |
| JPH05235365A (ja) | 複合半導体装置 | |
| JP2018205252A (ja) | 炭化珪素半導体装置の選別方法 | |
| TW202201804A (zh) | 肖特基能障二極體 | |
| ES280027A1 (es) | Dispositivo semiconductor | |
| JP2505121B2 (ja) | 静電誘導サイリスタ | |
| JPH08288503A (ja) | プレーナ型高耐圧縦型素子を有する半導体装置およびその製造方法 |