SE500944C2 - Halvledaranordning med begravd resistans och förfarande för dess tillverkning - Google Patents

Description

15 20 25 50 35 40 500 944 z spänningen, vid vilken den begravda resistansanordningen upp- träder som en konstant strömgenerator.

Detta ändamål uppnås genom den halvledaranordning med be- gravd resistans som definieras och är kännetecknad av patent- kraven vid slutet av föreliggande beskrivning.

Uppfinningen kommer att bättre förstås av den efterföljan- de detaljerade beskrivningen, vilken ges endast som ett exempel och därför ej är begränsande, med hänvisning till tillhörande ritningar, i vilka: §ig_l visar ett vertikalt snitt i förstorad skala genom en begravd resistansanordning enligt uppfinningen, och fig_å utgör en planvy av samma anordning med samma upp- förstorade skala.

I ritningarna anger lika bokstäver och siffror lika delar.

Såsom visas i fig 1, bildas en anordning enligt uppfinning- en på ett monokristallint kiselsubstrat 1 dopat med ett stör- ämne av P-typ, t ex bor, på vilket ett epitaxialskikt 2 av kisel dopat med ett störämne av N-typ, exempelvis fosfor, är odlat. Två kontaktzoner som har en högre koncentration av störämnen, betecknad med symbolen N+ i fig 1 är definierade på ytdelen hos epitaxialskiktet och innehåller två terminaler av metall betecknade "+" och "-", vilka båda är i resistiv kontakt med epitaxialskiktet 2 via de underliggande kontaktzonerna.

Såsom visas i fig 1 och 2 omfattar en isolerande diod 3, som sträcker sig från substratet till epitaxialskiktets yta, en del av epitaxialskiktet, vars ytdel omfattar båda terminaler- nas kontaktzoner.

Regionen 3 har utformats i epitaxialskiktet 2 genom en första operation, i vilken störämnen av P-typ implanteras joniskt vid hög koncentration i föreskrivna ytor i substratet och störämnen diffunderas därefter in i epitaxialskiktet under dess tillväxt, och en andra operation efter epitaxialskiktets tillväxt, i vilken störämnen av P-typ deponeras vid hög koncentration i områden på epitaxialskiktets yta, svarande mot den föregående implantationens områden och de förutnämnda stör- ämnenas diffusion i det förut nämnda skiktet.

Processparametrarna har utvalts så att diffusíonszonerna från substratet och från epitaxialskiktets yta möts i en enkel isolationsregion P+, vilken har en hög koncentration av stör- ämnen av P-typ. 10 15 20 30 35 40 500 944 I fig 1 är den zon där diffusionsprocesserna sammanlagras angiven med en streckad linje.

En begravd region 4 med ledningsförmåga av P-typ är deponerad i en del av epitaxialskiktet mellan terminalernas båda kontaktzoner och sträcker sig in i epitaxialskiktet 2 från substratet 1.

Den begravda regionen har en förlängd utformning och är vid sina ändar begränsad av den isolerande regionen 3. Den är tillverkad genom att använda samma processdel som den första operationen för att bilda den isolerande regionen 3, dvs genom att implantera störämnen av P-typ i ett föreskrivet område hos substratet, varvid störämnena därefter diffunderas in i skiktet 2 under dess epitaxiala odling.

I den del av epitaxialskiktet som finns mellan terminalernas båda kontaktzoner, finns även två separationsområden 5 och 6, vilka har ledningsförmåga av P-typ och vilka sträcker sig in i epitaxialskiktet Z från dess yta.

Separationsregionerna har en förlängd utformning och är vid sina ändar avgränsade av den isolerande regionen 3. Dessa är utbildade så att den begravda regionen 4 sträcker sig del- vis mellan dessa utan att vara i kontakt med dessa.

Regionerna 5 och 6 tillverkas genom att använda samma processteg som i den andra operationen för att bilda den iso- lerande regionen 3, dvs genom att deponera störämnen av P-typ i föreskrivna områden på epitaxialskiktets yta och diffundera dessa in i skiktet.

Fördelarna med uppfinningen är uppenbara från den före- gående beskrivningen av strukturen hos en anordning enligt upp- finningen och den process som används för att tillverka denna.

Eftersom separationsregionerna 5 och 6 alternerar med den be- gravda regionen 4, blir det en stor reducering i den "nyttiga tjockleken" hos epitaxialskiktet, medan dess effektiva tjock- lek bestäms av processen att tillverka hela den integrerade kretsen som omfattar anordningen. Denna reducering i den nyttiga tjockleken, tillsammans med en ökning i laddnings- bärarnas genomsnittliga rörelselängd mellan en terminal och den andra, innebär att högre resistanser kan erhållas för en given integrationsyta. , Eftersom separationsregionerna 5, 6 och den begravda regionen 4 sträcker sig in i epitaxialskiktet 2, kan detta full- 10 15 500 944 ständigt utarmas, så att anordningen uppträder som en konstant strömgenerator då tröskelvärdet hos spänningen som tillförs mellan de två terminalerna är mindre än den, som är nödvändig för den beskrivna kända anordningen för givna värden hos den alstrade strömmen.

Ett speciellt viktigt faktum är att en anordning enligt uppfinningen kan konstrueras utan några ytterligare process- steg jämfört med en förut känd anordning, eftersom separations- regionerna och den begravda regionen är bildade genom samma steg som används i processen för att bilda den isolerande regionen.

Ehuru endast ett utförande av uppfinningen har visats och beskrivits, är naturligtvis åtskilliga varianter möjliga utan att avvika från uppfinningens skyddsomfång. Exempelvis kan an- talet separationsregioner och begravda regioner vara större, förutsatt att de alternerar med varandra.

Claims (3)

As 500 944 Patentkrav

1. En halvledaranordning med begravd resistans, vilken har två terminaler ("+", "-") utformade i en skiva av halvledande material, omfattande ett substrat (1) med en första ledningstyp (P) avgränsad genom en första huvudyta hos skivan, ett skikt (2) med en andra ledningstyp (N) deponerad pâ skiktet (2) och avgränsat genom en andra huvudyta hos skivan, varvid två kontaktzoner, på vilka de båda terminalerna ("+", "-") är deponerade, är definierade på skiktets (2) ytdel, och varvid anordningen även omfattar en isolerande region (3), som har den första typen ledningsförmåga (P+) och som sträcker sig från substratet (1) till den andra huvudytan hos skivan och avgränsar en del av skiktet (2), vil- ket sträcker sig från substratet (1) till skivans andra yta, och som omfattar de båda kontaktzonerna hos terminalerna, k ä n n e t e c k n a d av att i en del av skiket (2) mellan de båda kontaktzonerna finns åtminstone två separationsregioner (5,6), vilka har den första ledningstypen (P+) och vilka sträcker sig från den andra huvudytan hos skivan in i skiktet (2), en begravd region (4), som har den första ledningstypen (P+) och som sträcker sig från substratet (1) till en före- skriven utsträckning mellan separationsregíonerna utan att vara i kontakt med dessa, varvid separationsregíonerna (5,6) och den begravda regionen (4) har en förlängd utsträckning och är vid sina ändar avgränsade av den isolerande regionen (3).

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattas monolitiskt i en integrerad krets.

3. Förfarande för tillverkning av en anordning enligt patentkrav 1, i vilken skiktet (2) som har den andra typen av ledningsförmåga (N) är bildad genom epitaxial odling på sub- stratet (1) och den isolerande regionen (3) är bildad i skiktet (2) genom en första operation, i vilken störämnen som har den första typen av ledningsförmåga (P+) implanteras joniskt i föreskrivna områden hos substratet (1) innan det epitaxiala skiktet (2) odlas, varvid störämnena diffunderas in i skiktet (2) under dess epitaxiala odling, och en andra operation, i vilken störämnen som har den första typen av ledningsförmåga (P+), deponeras på föreskrivna områden i den andra huvudytan hos skivan som avgränsar skiktet (Z) och varvid störämnena diffunderas in i skiktet (2), k ä n n e t e c k n a t av att den begravda regionen (4) och separationsregíonerna (5,6) sno 944 ° utformas genom den första resp den andra operationen i process- stegen för att bilda den isolerande regionen (3).