SE457395B - Halvledaranordning innefattande en halvledarkropp med en bipolaer transistor - Google Patents

Halvledaranordning innefattande en halvledarkropp med en bipolaer transistor

Info

Publication number
SE457395B
SE457395B SE8106377A SE8106377A SE457395B SE 457395 B SE457395 B SE 457395B SE 8106377 A SE8106377 A SE 8106377A SE 8106377 A SE8106377 A SE 8106377A SE 457395 B SE457395 B SE 457395B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
zone
diode
emitter
base
transistor
Prior art date
Application number
SE8106377A
Other languages
English (en)
Inventor
De Wouw M L J A Van
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Publication of SE457395B publication Critical patent/SE457395B/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices 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
    • H01L27/04Devices 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
    • H01L27/06Devices 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
    • H01L27/07Devices 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 the components having an active region in common
    • H01L27/0744Devices 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 the components having an active region in common without components of the field effect type
    • H01L27/075Bipolar transistors in combination with diodes, or capacitors, or resistors, e.g. lateral bipolar transistor, and vertical bipolar transistor and resistor
    • H01L27/0755Vertical bipolar transistor in combination with diodes, or capacitors, or resistors
    • H01L27/0761Vertical bipolar transistor in combination with diodes only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73Bipolar junction transistors
    • H01L29/732Vertical transistors
    • H01L29/7325Vertical transistors having an emitter-base junction leaving at a main surface and a base-collector junction leaving at a peripheral surface of the body, e.g. mesa planar transistor

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)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

457 395 _~ 2 uppvisar nämnda nackdelar.
Uppfinningen grundar sig bl.a. på insikten om att detta kan uppnås genom att inbegripa dioden i transistorstrukturen.
För detta ändamål är en halvledaranordning av inledningsvis nämnt slag en- ligt uppfinningen kännetecknad av att diodens andra zon är helt omgiven av den första zonen och i projektion belägen helt inom emitteranslutningselektroden, som står i kontakt med den andra zonen via ett kontaktfönster i det isolerande skiktet, och att kanten av den andra zonen hos dioden'är belägen på ett avstånd från transistorns baszon som är så litet att utarmningszonerna vid kollektor- basövergângen i transistorn och pn-övergången i dioden övergår i varandra i drifts- tillståndet. Dioden är härigenom belägen helt under emitteranslutningselektroden, varigenom den inbegripes i transistorstrukturen. Detta kräver ej någon extra del av halvledarkroppens ytområde, vilket sålunda kan utnyttjas optimalt för bildan- det av transistorn. Diodens första zon finns mellan diodens andra zon och transis- torns baszon. Detta innebär att en spärrad pn-övergång finns mellan diodens andra zon och transistorns baszon i driftstillstândet. Härigenom förhindras kortslut- ning av transistorns bas-emitterövergâng via halvledarkroppen och emittermetalli- seringen. Isoleringen mellan diodens andra zon och transistorns baszon är så- lunda mycket effektiv och kräver dessutom så litet utrymme att dioden och isole- ringen kan inrymmas tillsammans under emitteranslutningselektroden. Ett isolerande motstånd av den typ som användes i den kända halvledarnaordningen kan helt und- varas genom åtgärden enligt uppfinningen. Vidare uppnås att ekvipotentialytorna i halvledarregionen av den första ledningsförmågetypen väsentligen ej störs genom förekomsten av dioden.-I annat fal] skulle dioden kunna påverka halvleiarens genom- brottsspänning i negativ riktning. , En halvledaranordning av det beskrivna slaget som enkelt kan tillverkas en- ligt uppfinningen är kännetecknad av att diodens andra zon stäcker sig till vä- sentligen samma djup som transistorns baszon. Diodens andra zon och transistorns baszon kan då utbildas i halvledarkroppen genom ett tillverkningssteg, exempel- vis gatm diffusion. Antalet extra tillverkningssteg för tillverkningen av en ef- fektivitetsdiod i den transistorbestyckade halvledaranordningen kan följaktligen minskas.
Uppfinningen kommer att b eskrivas närmare i det följande i exemplifierande syfte under hänvisning till ritningarna, där fjg_l_visar en planvy av en halv- ledaranordning enligt uppfinningen; fjg_§_visar en tvärsnittsvy längs linjen II-II i fig 1 av halvledaranordningen; jj¿¿¿§ visar en tvärsnittsvy längs 1ul'U73 457 395 linjen III-III i fig 1 av halvledaranordningen; 1jg_§ visar en tvärsnittsvy längs linjen IV-IV i fig 1 av halvledaranordningen.
Figurerna är schematiska och ej skalenliga och för tydlighetens skull har speciellt dimensionerna i tjockleksriktningen i tvärsnittsvyerna kraftigt över- drivits. Halvledarzonerna av samma ledningsförmâgetyp skuggade i samma riktning och delar med motsvarighet i de olika figurerna är betecknade med motsvarande hänvisningsbeteckningar.
Den i figurerna 1-4 visade halvledaranordningen innefattar en halvledar- kropp 1 med en bipolär transistor. Halvledarkroppen 1 är tillverkad av ett lämpligt halvledarmaterial såsom kisel och innefattar en halvledarregion 2 av enfimmlwmmfiüflæwmsmidamemmflärmwpmdmdwmmflm- centration som är jämförelsevis låg och uppgår till ungefär 1014 atom/cm3, och har en tjocklek av exempelvis 90/um. Via en n-zon 3 med en jämförelsevis hög dopningskoncentration av exempelvis 1020 atom/cm3 och en tjocklek av exempelvis 7/um är halvledarregionen 2 ansluten till ett elektrodskikt 4.
Den bipolära transistorn innefattar en kollektorzon som bildas av en del av halvledarregionen 2, som ansluter till baszonen 5 av den andra, motsatta ledningsförmâgetypen, d.v.s. i detta exempel p-typ, som har en tjocklek av ex- empelvis 30/um. Baszonen 5 i sin tur ansluter till en yta 7 hos halvledar- kroppen 1, vilken yta är delvis täckt av ett isolerande skikt 6 som exempelvis kan bestå av kiseloxid. Baszonen 5 är via ett baskontaktfönster 8 i ett isole- rande skikt 6 ansluten till en basmetallisering 9 som exempelvis kan bestå av aluminium och vars kanter är markerade genom de streckade linjerna 10 i fig 1.
Baszonen 5 innefattar en emitterzon 11 av den första ledningsförmågetypen, dvs i detta fall n-typ, som har en tjocklek av exempelvis 7/um och som innefattar ett antal remsformade emitterzoner 12, vilka även kallas för emitterfingrar.
Via ett emitterkontaktfönster 13'i det isolerande skiktet 6 är emitterzonen 11 med emitterfingrarna 12 ansluten till en emittermetallisering vars kanter är markerade genom den streckade linjen 15 i fig 1. Emittennetalliseringen 14 in- nefattar en emitteranslutningselektrod 16, vilken i detta fall är ansluten till en anslutningsledare 17, som är visad endast i fig 3 för enkelhetens skull.
Emitteranslutningselektroden 16 upptager ett jämförelsevis stort ytområde och är i föreliggande fall formad som en remsa med en bredd av ungefär 500/um vid centrum. Detta medför att kontaktering kan ske på ett jämförelsevis stort ytom- råde, varigenom anslutningsledaren 17 kan inpassas mekaniskt under masstill- verkning av halvledaranordningen.
Baszonen 5 och emitterzonen 11 med sina fingrar 12 bildar en pn-övergång 2457 395 som är avslutad vid ytan 7 i överensstännelse med en linje betecknad 18 i fig 1.
Mellan emittern och kollektorn i transistorn, d.v.s. mellan emittermetal- liseringen 14,16 och elektrodskiktet 4 är en diod inkopplad med en första zon som består av en del 19 av regionen av den första ledningsförmâgetypen 2, medan dess andra zon 20 av den andra ledningsförmågetypen ansluter till ytan 7 och står i kontakt med emittermetalliseringen 14,16.
' Enligt uppfinningen är diodens andra zon 20 helt omgiven av den första zonen 19 och i projektion belägen helt inom emitteranslutningselektroden 16.
Emitteranslutningselektroden 16 är ansluten till den andra zonen 20 via ett kontaktfönster 21 i det isolerande skiktet 6. Som följd härav är dioden belägen helt under emitteranslutningselektroden 16. Detta ställer ej krav på någon ex- tra del av ytan 7 hos halvledarkroppen 1, vilken följaktligen kan utnyttjas optimalt för bildandet av transistorn 11,12,5 och 2. Den första zonen 19 i dio- den finns mellan diodens andra zon 20 och transistorns baszon 5. Detta innebär att mellan den andra zonen 20 och baszonen 5 förefinnes en spärrad pn-övergång i driftstillstândet. Som följd härav undvikes kortslutning av bas-emitteröver- gången i transistorn via halvledarkroppen och emittermetalliseringen 14,16.
Denna isolering mellan den andra zonen 20 och baszonen 5 är synnerligen effek- tiv och kräver dessutom så litet utrymme att dioden 19,20 tillsammans med isoe- ringen kan inrymmas helt och hållet under emitteranslutningselektroden 16.
Kanten 22 hos diodens andra zon 20 är belägen på så litet avstånd från baszonens 5 kant 23 att utarmningszonerna hos kollektor-basövergângen (2,5) i transi storn, som är markerad genom streckade linjer 24, och hos pn-övergângen (19,20) i dioden övergår i varandra i driftstillståndet. Sålunda uppnås att störningar i ekvipotentialytorna i halvledarregionen 2 av den första lednings- förmågetypen väsentligen undvikes genom dioden 19,20 i driftstillståndet. I annat fall skulle halvledaranordningens genombrottsspänning pâverkas negativt därav. Avståndet mellan kanterna 22 och 23 uppgår till ungefär 80/um.
Diodens andra zon 20 sträcker sig till väsentligen samma djup som transis- torns baszon 5. Båda zonerna 20 och 25 kan därför bildas under ett och samma steg, exempelvis genom diffusion. Detta innebär att antalet nödvändiga till- verkningssteg för tillverkning av dioden (19,20) i halvledaranordningen begrän- sas.
För att motverka genombrott vid kanterna av halvledarkroppen 1 är den på vanligt sätt försedd med en skåra 26, som är fylld med ett passiverande glasma- terial 25, och en s.k. kanalbegränsarzon 27 av den första ledningsförmåge 457 395 6 typen, som har ett djup som väsentligen överensstämmer med djupet av emitterre- gionerna 11 och 12. Kanalbegränsningszonen 27 är ansluten till en metallisering 29 via ett kontaktfönster 28.
Den beskrivna halvledaranordningen kan helt och hållet tillverkas genom förfaranden som vanligtvis användes inom halvledartekniken.
Det inses att uppfinningen ej är begränsad till det beskrivna utföringsex- emplet med en enda transistor på en halvledarkropp utan att många variationer är tänkbara för varje fackman.inom uppfinningens ram. Exempelvis kan uppfin- ningen användas för transistorer som ingår i en integrerad krets, exempelvis en Darlingtonkrets.
Exempelvis kan ledningsfönmägetypen hos samtliga halvledarzoner och regio- ner i utföringsexemplet (samtidigt) ersättas med den motsatta typen. Istället för kisel kan något annat halvledarmaterial användas, såsom germanium eller en III-V-förening såsom galliumarsenid. Istället för kiseloxid kan man använda ett annat isoleringsskikt av exempelvis en organisk lack och för metalliseringen andra metaller såsom volfram eller krom istället för aluminium.

Claims (2)

457 395 6 Patentkrav
1. Halvledaranordning innefattande en halvledarkropp (1) med en bipolär transistor som innefattar en kollektorzon bildad av åtminstone en del av en halvledarregion (2) av en första ledningsförmâgetyp, en baszon (5) av den andra, motsatta ledningsförmågetypen, vilken zon ansluter till kollektorzonen och en yta (7) hos halvledarkroppen (1) som är delvis täckt med ett isoleran- de skikt (6), varvid baszonen (5) står i kontakt med en basmetallisering (9) via ett baskontaktfönster (8) i det isolerande skiktet (6), samt en emitter- zon (11) av den första ledningsförmâgetypen som är inbäddad i baszonen (5) och som via ett emitterkontaktfönster (13) i det isolerande skiktet (6) står i kontakt med en emittermetallisering (14,16) med en emitteranslutningselek- trod (16) som är anslutbar till en anslutningsledare (17), varvid en diod är kopplad mellan transistorns emitter och kollektor, hos vilken diod en första zon är bildad av en del (19) av regionen av den första ledningsförmå- getypen medan dess andra zon (20) av den andra ledningsförmâgetypen anslu- ter till ytan och står i kontakt med emittermetalliseringen (14,16), k ä n- n e t e c k n a d av att diodens andra zon (20) är helt omgiven av den för- sta zonen (19) och i projektion belägen helt och hållet inom emitteranslut- ningselektroden (16) som står i kontakt med den andra zonen (20) via ett kontaktfönster (21) i det isolerande skiktet, och att kanten (22) av den an- dra zonen (20) hos dioden är belägen pâ ett avstånd från transistorns bas- zon (5) som är så litet att utarmningszonerna vid kollektor- basövergângen (2,5) i transistorn och pn-övergången i dioden (19,20) övengâr i varandra i driftstillstândet. _
2. Halvledaranordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att diodens andra zon har utsträckning till väsentligen samma djup som transistorns baszon.
SE8106377A 1980-11-03 1981-10-29 Halvledaranordning innefattande en halvledarkropp med en bipolaer transistor SE457395B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8005995A NL8005995A (nl) 1980-11-03 1980-11-03 Halfgeleiderinrichting.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SE457395B true SE457395B (sv) 1988-12-19

Family

ID=19836098

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8106377D SE8106377L (sv) 1980-11-03 1981-10-29 Halvledaranordning
SE8106377A SE457395B (sv) 1980-11-03 1981-10-29 Halvledaranordning innefattande en halvledarkropp med en bipolaer transistor

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8106377D SE8106377L (sv) 1980-11-03 1981-10-29 Halvledaranordning

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4530000A (sv)
JP (2) JPS57106075A (sv)
AT (1) AT386907B (sv)
AU (1) AU545211B2 (sv)
CA (1) CA1173568A (sv)
DE (1) DE3142644C2 (sv)
FR (1) FR2493603B1 (sv)
GB (1) GB2086655B (sv)
IT (1) IT1139664B (sv)
NL (1) NL8005995A (sv)
SE (2) SE8106377L (sv)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3331631A1 (de) * 1982-09-01 1984-03-01 Mitsubishi Denki K.K., Tokyo Halbleiter-bauelement
JPS60154552A (ja) * 1984-01-23 1985-08-14 Mitsubishi Electric Corp 電力用半導体装置
JPS6165762U (sv) * 1984-10-03 1986-05-06
JPH0770539B2 (ja) * 1985-02-01 1995-07-31 サンケン電気株式会社 トランジスタ
CH668505A5 (de) * 1985-03-20 1988-12-30 Bbc Brown Boveri & Cie Halbleiterbauelement.
JPH0654796B2 (ja) * 1986-07-14 1994-07-20 株式会社日立製作所 複合半導体装置
US4974260A (en) * 1989-06-02 1990-11-27 Eastman Kodak Company Apparatus for identifying and correcting unrecognizable characters in optical character recognition machines
GB2239986A (en) * 1990-01-10 1991-07-17 Philips Electronic Associated A semiconductor device with increased breakdown voltage
US6004840A (en) * 1994-04-15 1999-12-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of fabricating a semiconductor device comprising a MOS portion and a bipolar portion
EP0681319B1 (en) * 1994-04-15 2002-10-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method of manufacturing the same
US6839305B2 (en) * 2001-02-16 2005-01-04 Neil Perlman Habit cessation aide

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2206353A1 (de) * 1971-02-11 1972-10-26 Motorola Inc., Franklin Park, 111. (V.StA.) Integrierter Transistor und Emitter-Kollektor-Diode
US3936863A (en) * 1974-09-09 1976-02-03 Rca Corporation Integrated power transistor with ballasting resistance and breakdown protection
JPS5138289U (sv) * 1974-09-13 1976-03-22
FR2302594A1 (fr) * 1975-02-28 1976-09-24 Radiotechnique Compelec Dispositif semi-conducteur integre
US4017882A (en) * 1975-12-15 1977-04-12 Rca Corporation Transistor having integrated protection
DE2718644C2 (de) * 1977-04-27 1979-07-12 Deutsche Itt Industries Gmbh, 7800 Freiburg Monolithisch' integrierte Halbleiterdiodenanordnung und deren Verwendung als Gehörschutzgleichrichter
NL184185C (nl) * 1978-04-07 1989-05-01 Philips Nv Darlingtonschakeling met een geintegreerde halfgeleiderdiode.
JPS5559769A (en) * 1978-10-30 1980-05-06 Nec Corp Switching transistor
JPS5559767A (en) * 1978-10-30 1980-05-06 Hitachi Ltd Semiconductor device, method of fabricating the same and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0336132U (sv) 1991-04-09
CA1173568A (en) 1984-08-28
AT386907B (de) 1988-11-10
FR2493603A1 (fr) 1982-05-07
GB2086655B (en) 1984-04-18
DE3142644A1 (de) 1982-06-24
NL8005995A (nl) 1982-06-01
DE3142644C2 (de) 1986-09-11
AU7699481A (en) 1982-05-13
GB2086655A (en) 1982-05-12
AU545211B2 (en) 1985-07-04
IT8124803A0 (it) 1981-10-30
US4530000A (en) 1985-07-16
IT1139664B (it) 1986-09-24
ATA468281A (de) 1988-03-15
JPS57106075A (en) 1982-07-01
SE8106377L (sv) 1982-05-04
FR2493603B1 (fr) 1986-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4145703A (en) High power MOS device and fabrication method therefor
US4405933A (en) Protective integrated circuit device utilizing back-to-back zener diodes
US3603848A (en) Complementary field-effect-type semiconductor device
JP4156717B2 (ja) 半導体装置
EP0057024B1 (en) Semiconductor device having a safety device
JP2012104834A (ja) 高電圧バイポーラベースesd保護構造
GB2103877A (en) Gate protection for insulated gate semiconductor devices
JP3338185B2 (ja) 半導体装置
SE457395B (sv) Halvledaranordning innefattande en halvledarkropp med en bipolaer transistor
US4393573A (en) Method of manufacturing semiconductor device provided with complementary semiconductor elements
US4398339A (en) Fabrication method for high power MOS device
US3772577A (en) Guard ring mesa construction for low and high voltage npn and pnp transistors and diodes and method of making same
SE457303B (sv) Halvledaranordning samt foerfarande foer framstaellning av densamma
SE431381B (sv) Tvapoligt overstromsskydd
US4884116A (en) Double diffused mosfet with potential biases
US6815799B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH10504940A (ja) 半導体素子
GB2069235A (en) Protecting semiconductor devices
JP2019169563A (ja) 半導体装置の製造方法、および半導体装置
US3936862A (en) MISFET and method of manufacture
JPH0227822B2 (sv)
EP0845813A1 (en) Insulated gate bipolar transistor
JPH0236558A (ja) 半導体装置
JPH05121746A (ja) 絶縁ゲート形電界効果トランジスタ
CN118263324A (zh) 碳化硅mos场效应晶体管及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8106377-8

Effective date: 19930510