DE1214791B - Flaechentransistor mit Basis- und Emitterzone auf der gleichen Oberflaechenseite desHalbleiterkoerpers und Verfahren zum Herstellen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIl

Deutsche KL: 21g-11/02

Nummer: 1214791

Aktenzeichen: T18836 VIII c/21 g

Anmeldetag: 12. August 1960

Auslegetag: 21. April 1966

Die Erfindung betrifft einen Flächentransistor mit einer Emitter-, einer Basis- und einer Kollektorzone, dessen Basiselektrode auf der gleichen Oberfiachenseite des Halbleiterkörpers wie die Emitterzone angebracht ist.

Bei einer bekannten Tetrodenanördnung besteht der Halbleiterkörper aus n-leitendern Silizium. In diesen Halbleiterkörper vom n-Leitungstyp sind zwei Diffusionsschichten eindiffundiert, urid zwar eine η-Schicht und eine dieser η-Schicht vorgelagerte p-Schicht. Die diffundierte η-Schicht stellt die Emitterzone der Tetrode dar, während die der n-Schicht Vorgelagerte Zone vom p-Leitungstyp die Basiszone der Tetrode bildet. Die Störstellenkonzenträtiori der η-Schicht ist dabei größer gewählt als die der p-Sehicht. Zur Herstellung der Hilfsbasis- und Steuerbasiselektrode sind p-dotierende streifenförmige Elektroden durch beide Diffusionsschichten durchlegiert, während die Emitterzone durch eine zwischen den beiden Basiselektroden flach in die Emitterzone einlegiefte Elektrode kontaktiert ist.

Durch Anlegen einer geeigneten Gleichspannung zwischen Hilfsbasis= und Steuerbasiselektrode kann bei dieser bekannten Tetrodenanordnung längs der Basiszone ein elektrisches Feld erzeugt werden, welches die Emission der Tetrode auf einen schmalen Bereich der Emitterzone beschränkt, welcher der Steuerbasiselektrode unmittelbar benachbart ist. Die bekannte Anordnung hat den Vorteil, daß der äußere Basiswiderstand, der zwischen der einlegierten Steuerbäsiselektrode und dem Anfang der unmittelbar angrenzenden Emitterzone auftritt, vernachlässigbar gering ist. Da der im Bereich der emittierenden Zone wirksam werdende innere Basiswiderstand bei der bekannten Anordnung ebenfalls klein gehalten werden kann, und zwar durch entsprechende Verkleinerung der Breite der emittierenden Zone rMt HiKe des Längsfeldes in der Basiszone, weist die bekannte Anordnung bei entsprechender Bemessung und Dotierung der Basiszone den kleinsten Basiswiderstand aller bekannten Transistoranordnungen auf.

Das Hochfrequenzverhalten dieser bekannten Tetrodenahordnung ist jedoch im allgemeinen nicht besser als das der anderen bekannten Hochfrequenztransistorenänordnungen. Dieser Nachteil der bekannten, mesaförmig ausgebildeten Tetrodenanordnung ist vor allem darauf zurückzuführen, daß im Gegensatz zu bekannten Transistorenanordnungen auf der Emitterseite drei Elektroden angeordnet sind. Hinzu kommt, daß zur Erzielung kleiner Kollektorkapazitäten bereits bei Anordnungen, die für eine Betriebsfrequenz von einigen hundert MHz gedacht Flächentransistor mit Basis- und Emitterzone
auf der gleichen Oberfläehenseite des
Halbleiterkörpers und Verfahren zum
Herstellen

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.j
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:

Dr. Ernst Frosehle^ Ulm/Donau

sind, die Mesastrüktur bzw. Mesäfläche nicht wesent-Hch breiter als 1Ö0 μ sein darf, so daß der gegenseitige Abstand der Zuleitungsdrähte bei der bekannten Tetrodenanordnung nicht größer als 25 bis 30 μ gemacht werden kann. Da für höhere Frequenzen entsprechend kleinere Abstände erforderlich sind, wird mit zunehmender Grenzfrequenz die Kontaktierung der emitterseitig angeordneten Elektroden immer mehr erschwert. Der geringe Elektrodenabstand hat außerdem noch zur Folge, daß als Elektrodenzuleitungen nur sehr dünne Drähte Verwendung finden können, die jedoch relativ hohe Zuleitungswiderstände und Zuleitungsinduktivitäten aufweisen, welche sich vor allem bei höhen Frequenzen sehr störend bemerkbar machen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird ein Flächentransistor mit einer Emitter-, Basis-Kollektor-Zone, dessen Basiselektrode auf der gleichen Seite des Halbleiterkörpers wie die Emitterzone angebracht ist, erfindungsgemäß so ausgebildet, daß auf der gleichen Oberflächenseite des HalbleiterkÖrpers eine den Emissionsstrom führende Elektrode angebracht ist, welche mit der Basiszone ohmisch und mit der Emitterzone ohrnisch oder über einen pn-Übergang mit sehr niedriger Durchbruchsspannung verbunden ist.

Der erfindungsgemäße Flächentransistor, der in verschiedenen Ausführungsformen in den F i g. 1 bis 5 dargestellt ist, soll am Beispiel eines Transistors mit pnp-Zonenfolge näher beschrieben werden, obwohl natürlich auch analoge Ausführungsformen mit npn-Zonenfolge möglich sind Es soll bereits hier darauf hingewiesen werden, daß eine spezielle Ausführungsf öfm der Erfindung gemäß den F i g. 3 bis 5 einen

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Transistor vorsieht, bei dem zwischen Basis- und sichtlich der Frequenzgrenze, so macht sich der

Kollektorzone eine schwach dotierte bzw. intrinsic- Widerstand in der Emitterzone 3 zwischen der

leitende Zwischenzone vorgesehen ist. Es erweist Legierungselektrode 2 und der emittierenden Stelle 13

sich sogar als vorteilhaft, eine solche pnip- bzw. störend bemerkbar. Es ist daher vorteilhaft, wie in

npin-Transistoranordnung mit Tetrodeneigenschaften 5 Fig. 2 gezeigt, auf die Emitterzone3 einen metallischen

gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mesaförmig Belag 14 aufzubringen, welcher mit der Elektrode 2,

auszubilden. jedoch nicht mit der Elektrode 1 metallischen Kontakt

Der, wie bereits oben ausgeführt, im folgenden zu hat. Der metallische Belag 14 wird vorteilhaft so weit betrachtende Transistor mit pnp-Zonenfolge soll am ausgedehnt, daß lediglich ein Sicherheitsabstand Beispiel eines Halbleiterkörpers aus Germanium io zwischen metallischem Belag 14 und der Elektrode 1 erläutert werden, obwohl natürlich auch andere zur Vermeidung eines Kurzschlusses gewährt bleibt, Halbleitermaterialien, wie beispielsweise Silizium oder d. h. für das HF-Verhalten des erfindungsgemäßen AmBv-Verbindungen, Verwendung finden können. Transistors ist es günstig, wenn die Emitterzone Die Emitterzone 3 (vgl. F i g. 1) eines solchen pnp- möglichst weitgehend, bis auf einen gewissen, techno-Transistors ist sehr stark mit p-Störstellen dotiert, 15 logisch bedingten Sicherheitsabstand von der Elekwährend die relativ dünne Basiszone 4 stark mit trode 1 mit Metall bedeckt ist.
n-Störstellen versetzt ist, jedoch nur so stark, daß die Die Tatsache, daß die erfindungsgemäße Anordnung Störstellendichte in der Basiszone kleiner ist als die trotz Tetrodencharakter nur zwei Elektrodenzu-Störstellendichte der Emitterzone. Die an die Basis- leitungen auf der Emitterseite benötigt, läßt die zone 4 angrenzende Kollektorzone 5 ist zur Erzielung 20 Möglichkeit zu, die Elektrodenzuleitungen stärker als eines p-Leitungstyps wie die Emitterzone mit p-Stör- im Falle von drei emitterseitig vorhandenen Elektrodenstellen dotiert. Zuleitungen auszubilden und infolgedessen nieder-

In die emitterseitige Oberfläche dieses pnp-Tran- ohmig und induktionsarm auszuführen. F i g. 2 zeigt

sistors sind nun im Gegensatz zur bekannten Tetroden- beispielsweise eine Anordnung mit streifenförmig

anordnung nicht drei, sondern zwei Elektroden 25 ausgebildeten Elektrodenzuleitungen 11 und 12, deren

einlegiert. Das Legierungsmaterial für diese beiden Breite senkrecht zur Zeichenebene etwa gleich der

Legierungselektroden ist derart gewählt, daß durch die entsprechenden Länge der Elektrodenstreifen 1 bzw. 2

Legierung stark η-dotierte, zu den Legierungs- gewählt werden kann.

elektroden 1 und 2 gehörende Halbleiterzonen 6 und 7 Die Elektrode 2 kann auch, wie in F i g. 5 gezeigt, entstehen. Diese und die folgenden Überlegungen 30 so ausgeführt werden, daß sie die Elektrode 1 vollgelten natürlich auch in analoger Weise für Tran- ständig, beispielsweise ringförmig umschließt. Außer sistoren mit umgekehrter Schichtenfolge. dem Vorteil, daß bei dieser Anordnung kein Ober-

Die erfindungsgemäße Anordnung wird nun wie flächenleckstrom vom Kollektor auf die Elektrode 1 ein normaler Transistor geschaltet und besitzt wie gelangen kann, lassen sich die Elektrodenzuleitungen dieser nur insgesamt drei Elektrodenzuleitungen, 35 10, 11 und 12 entsprechend der F i g. 5 so ausführen, nämlich die die Kollektorelektrode 9 kontaktierende daß der Transistor leicht in eine koaxiale Leitung Kollektorelektrodenzuleitung 10, die die Legierungs- eingebaut werden kann und die Emitterzuleitung 12 elektrode 1 kontaktierende Elektrodenzuleitung 11 und an den Außenleiter gelegt wird,
die Elektrodenzuleitung 12, welche mit der Legierungs- Es hat sich herausgestellt, daß vor allem der elektrode 2 verbunden ist. Im Betriebszustand des 40 Kollektorvorwiderstand der bekannten Tetroden-Transistors fließt nun durch die Elektrodenzuleitung 12 anordnung wesentlich dazu beiträgt, daß die bekannte außer dem Emissionsstrom noch ein weiterer Strom Anordnung für sehr hohe Frequenzen unbrauchbar vonderLegierungselektrode2zurLegierungselektrodel ist. Eingehende Rechnungen haben nämlich gezeigt, durch die Basiszone, der wie bei einer Tetrode das daß bei sehr hohen Frequenzen die Verluste in der zur Einengung der Emission erforderliche Längsfeld 45 Kollektorzone 5 den Hauptbeitrag zum Realteil des in der Basiszone erzeugt. Der wesentliche Vorteil der Ausgangsleitwertes einer solchen Tetrode liefern und Erfindung besteht somit darin, daß der Tetrodeneffekt damit die Schwinggrenze stark herabzusetzen. Zur durch eine Dreielektrodenanordnung erzielt wird. Vermeidung dieser Verluste wird als Weiterbildung

Durch eine starke Dotierung der Emitterzone 3 der Erfindung vorgeschlagen, die Kollektorzone 5 und der daran angrenzenden, zur Legierungselektrode2 50 sehr hoch zu dotieren, beispielsweise mit 10¹⁷ bis 10²⁰ gehörenden Halbleiterzone 7 läßt sich erreichen, daß Störstellen pro Kubikzentimeter, und gemäß F i g. 3 der durch diese Halbleiterzone und die Emitterzone zwischen der Basiszone 4 und der Kollektorzone 5 eine im Übergangsbereich gebildete pn-Übergang eine intrinsicleitende Zone 8 vorzusehen,
sehr niedrige Zenerdurchbruchsspannung, die kleiner Diese Zwischenzone 8 kann auch schwach n- oder als 0,5 Volt ist, bzw. die Kennlinie einer sogenannten 55 p-leitend sein für den Fall, daß sich eine solche »Backward-Diode« aufweist. Bei einer solchen Charak- schwache n- oder p-Dotierung leichter technologisch teristik des durch die Emitterzone 3 und durch die realisieren läßt. Jedoch darf eine etwaige n-Dotierung Halbleiterzone 7 der Legierungselektrode 2 gebildeten der Zone 8 nur so hoch sein, daß zumindest im pn-Überganges kann wie im Falle der Anordnung Emissionsbereich 13 die Raumladungszone des kolleknach F i g. 1 der Strom zum Emitter über diesen 60 torseitigen pn-Überganges sich über die gesamte pn-Übergang zugeführt werden, so daß für die Emitter- Breite der hochohmigen Zone 8 erstreckt, wenn zone 3 keine mit der Legierungselektrode 2 ohmisch zwischen Kollektor und Basis die niedrigste vorverbundene Metallabdeckung erforderlich ist. Tran- gesehene Betriebsspannung angelegt wird,
sistoren dieser Bauart sind relativ einfach herzustellen Die geringsten Verluste und gleichzeitig spannungs- und zeigen bei einigen hundert MHz befriedigende 65 unabhängige Rückwirkungs-und Ausgangskapazitäten Verstärkungseigenschaften. erhält man, wenn der Übergang zwischen der stark

Stellt man jedoch an die beschriebene Halbleiter- dotierten Kollektorzone 5 und der hochohmigen

anordnung höhere Anforderungen, vor allem hin- Zone 8 möglichst steil verläuft und die hochmohige

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Zwischenzone 8 so gering dotiert ist, daß sich die Die Kollektorlaufzeit το ist proportional zur KoI-Raumladungszone der Kollektorsperrschicht durch lektorsperrschichtdicke wsc und umgekehrt proportiodie gesamte Zone 8, d. h. vom hochdotierten Gebiet nal zur mittleren Driftgeschwindigkeit der Minoritätsder Basiszone 4 bis zum hochdotierten Gebiet der ladungsträger. Da die Ausgangsleitwerte des Tran-Kollektorzone 5 erstreckt. 5 sistors sehr stark von der Kollektorkapazität ab-

Für viele Anwendungszwecke ist es erwünscht, daß hängen, ist es vorteilhaft, wsc möglichst groß zu

nicht nur die Realteile der Ausgangs- und Rück- machen, so daß /_x im wesentlichen durch το bestimmt

Wirkungsleitwerte klein sind, was nach obigem wird. Dementsprechend soll
Vorschlag durch eine gleichmäßige, d. h. gleich breite

Intrinsiczwischenzone 8 erreicht wird, sondern auch io Jü£. ;> _XE _j_ _%B _|_ _Tr

deren Blindanteile. Dies läßt sich dadurch erreichen, 2 ~

daß gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der sein.

Abstand zwischen Basis- und Kollektorzone, d. h. Da bei Tetroden und auch bei der erfindungsgemäßen also die Breite der Intrinsiczone an der Stelle kleiner Anordnung die emittierende Zone sehr schmal ist gemacht wird als in den übrigen Bereichen der In- 15 und direkt an die Elektrode 1 grenzt, ist es notwenidg, trinsiczone, an der die Emission im wesentlichen die Elektrode 1 nicht zu tief einzulegieren, damit nicht erfolgt. Dies besagt also, daß die Breite der Intrinsic- an der emittierenden Stelle 13 durch die vorstehende zone variieren und im Bereich der bevorzugt emittieren- Halbleiterzone 6 der Elektrode 1 die Feldstärke des den Stelle 13 kleiner sein muß als in den übrigen Kollektorfeldes infolge von Abschirmeffekten verBereichen, wenn die Blindanteile reduziert werden 20 ringert wird. Die Elektrode 1 soll daher, auch bei sollen. Anordnungen ohne hochohmige bzw. intrinsicleitende

Diese Forderung läßt sich gemäß F i g. 4 einmal Zwischenschicht, nicht tiefer als die halbe Kollektor-

dadurch verwirklichen, daß die Basiszone bei sich nicht sperrschichtdicke in den Halbleiterkörper einlegiert

ändernder Breite der Kollektorzone im Emissions- werden.

bereich 13 tiefer gelegt wird als in den übrigen Be- 25 Die Defektelektronen erreichen bei einer Feldstärke

reichen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die von E_n, = IO⁴ V/cm oder größer in Germanium

Kollektorzone 5 gemäß F i g. 5 nicht gleichmäßig, eine Grenzgeschwindigkeit von ungefähr 5 · 10⁶ cm/sec.

sondern verschieden breit auszubilden, und zwar derart, Für ν = v_m beträgt bei einer Kollektorlaufzeit daß der Abstand zwischen Basis- und Kollektorzone

an den Emissionsstellen 13 geringer ist als in den 30 _%Q _ ^Wsc 2 ■ K)-¹¹ Sekunden,

übrigen Bereichen. Mit anderen Worten soll also die v_ro
Intrinsiczone 8 in diesem speziellen Fall an den

Emissionsstellen dünner ausgebildet sein als in ihren Bei der Bemessung des Transistors nach der Erübrigen Bereichen. Eine geschlossene ringförmige Aus- findung ist darauf zu achten, daß die Feldstärke in der bildung der Elektrode 2 verhindert bei einer solchen 35 Kollektorsperrschicht größer oder mindestens gleich Anordnung, bei der die Zwischenzone 8 im äußeren dieser Feldstärke E_m ist. Es muß also bei noch nicht Bereich dicker ist als im inneren Bereich, die Gefahr einsetzendem Emissionsstrom die Spannung U₀ in der eines Oberflächendurchbruches. Kollektorsperrschicht größer als 1 V pro 1 μ Kollektor-

Es soll in diesem Zusammenhang darauf hin- sperrschichtdicke sein. Fließt dagegen durch die gewiesen werden, daß die soeben beschriebenen 40 Kollektorsperrschicht ein Emissionsstrom, so bildet Maßnahmen, nämlich Einfügung einer Intrinsiczone sich in der Kollektorsperrschicht eine Raumladung zwischen Kollektor- und Basiszone und verschieden- aus, die gegeben ist durch das Verhältnis von Stromartige Bemessung der Breite dieser Intrinsiczone sich dichte/g zu Driftgeschwindigkeit. Diese Raumladung auch auf normale Transistoranordnungen ohne Tetro- erfordert aber eine zusätzliche Kollektorspannung, deneffekt ebenfalls anwenden lassen und auch bei 45 deren Größe sich aus der Überlegung ergibt, daß einer diesen Anordnungen eine wesentliche Verbesserung vorgegebenen Raumladungsdichte und Sperrschichtder Schwinggrenze durch Herabsetzung des Ausgangs- dicke eine bestimmte Spannung zugeordnet ist.
leitwertes ergeben. Zur Erzielung einer hohen Stromdichte je und damit

Die zuletzt beschriebenen Maßnahmen betrafen eines kleinen te ist es daher vorteilhaft, die Tran-

die Vermeidung von HF-Verlusten. Bei Höchst- 50 sistoren bei möglichst hohen Spannungen zu betreiben,

frequenztransistoren ist jedoch auch darauf zu achten, z. B. bei einem Drittel bis zur Hälfte der Durchbruchs-

daß die Stromverstärkung β in Emitter-Basisschaltung spannung Ub, die bei pnip-Transistoren aus Germanium

möglichst groß ist. Bezeichnet man mit /_x diejenige mit 1 μ Sperrschichtdicke etwa 20 V beträgt. Bei einer

Frequenz, bei welcher die Stromverstärkung β auf den Kollektorspannung von 10 V kann die erfindungs-

WertlabgefaUen ist, so gilt bekanntlich die Beziehung: 55 gemäße Anordnung demnach bei Stromdichten je bis

zu 8000 A/cm² betrieben werden, ohne daß eine

—7Zf₁= — + τ β + τR + te· Verringerung der Driftgeschwindigkeit der Defekt-

2 2 elektronen bzw. raumladungsbegrenzte Emission eintritt.

το ist dabei die Laufzeit der Minoritätsladungsträger 60 Es leuchtet ein, daß derart hohe Stromdichten durch die Kollektorsperrschicht, Tb ihre Laufzeit sich im Hinblick auf die dabei entstehende Wärme durch die Basiszone. Die weiteren Größen te und Tr nur bei Anordnungen erreichen lassen, bei denen wie stellen die Zeitkonstanten der Parallelschaltung des im Falle der erfindungsgemäßen Anordnung und auch Emissionswiderstandes mit der statischen Emitter- der Tetrode die emittierende Zone sehr schmal ist. kapazität (te) bzw. der Randkapazität (tr) dar. Die 65 Selbst bei steilen pn-Übergängen zwischen Emitter-Randkapazität entsteht an der Grenze zwischen der und Basiszone ist dann te relativ klein im Vergleich Emitterzone 3 und der Halbleiterzone 6 der Elek- zu το. So wird z. B. bei einer Basisdotierung von trode 1. 10¹⁸ Störstellen pro Kubikzentimeter und einem

Potentialabfall Veb von 0,1 V über dieser Emitter-Basis-Sperrschicht die Sperrschichtdicke etwa 1,4 · 10~⁶ cm und die spezifische statische Emitterkapäzität ces = 1 · 10~⁶ F/cm² betragen, während die Emitterzeitkonstante te den Wert 3 · 10~¹² Sekunden annimmt. Aus diesen Überlegungen geht hervor, daß bei Transistoranordnungen, welche mit so höhen Stromdichten arbeiten, ein flacher Dotierungsverläüf zwischen Emitter- und Basiszone nur wenig Gewinn

bringt. Ein solcher Dotierungsverläüf wirkt sich sogar ₁₀ Bäsisschicht und Emitter liegende hochfrequente negativ aus, da bereits bei etwa doppelter Dicke der Wechselspannung mit zunehmendem Abstand vom Sperrschicht zwischen Emitter- und Basiszone bei Basisansschlüß stark abnimmt. Als wirksame Emitterdiesen hohen Stromdichten Stauungen von Defekt- breite Bew kann man das 0,7fache desjenigen Abelektronen an beiden Seiten der Sperrschicht auftreten, Standes Vom Rand des Emitters bezeichnen, in was eine starke Zunahme der Erriittef-Basiskäpazität i₅ welchem die zwischen Basis und Emitter liegende _ ^_i_ ,. _, *..n_-.T_i_;_, -_:.-M.xt-. ..■.„:-■■.,.. t,^.„.i!--i.... spannung auf den 2,7ten Teil der Eingangsspannung

abgefallen ist. Bew ist gleichzeitig die Breite eines Transistors mit Rb = 0 — jedoch mit gleichem te, Tc, tb —, der bei gleicher Stromdichte je unä

Der spezifische Flächenwiderstand R_B der Basiszone ist jedoch relativ hoch. Als spezifischen Flächen-Widerstand bezeichnet man den Widerstand eines an deü Stirnseiten kontaktierten Quadrates der leitenden Basisschicht. Außerdem nehmen die Emitterstromdichtenjü bei hohen Grenzfrequenzeh f_x erhebliche Werte an und bedingen dadurch einen hohen spezifischen kapazitiven Querleitwert zwischen Emitter und Basis. Dies hat zur Folge, daß die zwischen

zur Folge hat. Außerdem ergibt bei gleicher Bäsisdicke ein Konzentrationsverlaüf, bei welchem äh der Sperrschicht zum Emitter eine niedrigere Störstellenkonzentration vorherrscht als in der Mitte der Basis-

. — _„ .— ig, Tc₃ tb -—, der bei gleicher Stromdichte je und

zone, eine wesentliche größere Basislaufzeit als ein ₂o gleicher Frequenz/ denselben Betrag der Steilheit Kontatinsverlaüf mit konstanter bzw vom d d Eiidtd fi i i

Konzentrationsverlaüf mit konstanter bzw. vom Emitter zum Kollektor hin abfallender Bäsisdotiefürig.

Es ist daher ungünstig, bei Halbleiteränordnüngen, die zur Verstärkung extrem hoher Frequenzen gedacht sind, die Emitter- und Basiszonen nach dem Dößpeldiffusionsverfahren herzustellen, wie dies beispielsweise bei der bekannten Tetrodenänordnüng der Fall ist, da sich dabei nämlich immer eine schwach dotierte Übergangszone zwischen Emitter- -und Basiszone, etwa von der Breite der Basiszone, ergibt.

Es ist daher gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, den pn-Übergang zwischen Emitter- und Basiszone steil auszubilden. Ein solcher steiler ρη-Übergaiig kann z. B., wie unten näher

ausgeführt Wird, durch Diffusion aus einer legierten Emitterzone hergestellt werden, welche in geringer Dichte rascher diffundierende Störstellen des den Leitungstyp der Emitterzone nicht bestimmenden Leitungstyps enthält, z. B. bei einem Germaniüm-Halbleiterkörper durch Zusatz von Sb im Galliumdotierten Emitter. Bei diesem Alloy-diffused-Verfahren können sich unter Umständen die den Leitüngstyp der Basiszone bestimmenden Störstellen direkt an der Emittergrenze sehr stark anreichern, so daß extrem hohe statische Emitter-Basis-Kapazitäten auftreten.

Dieser Effekt kann jedoch verhindert werden, wenn man die Emitterzone nicht höher als die Ehtartungsdichte bei Zimmertemperatur T₂ (bei Ge etwa 10¹⁹ Störstellen pro Kubikzentimeter) dotiert und wenn die und des Eingangswiderstandes aufweist wie ein wesentlich breiterer Transistor mit endlichem Rb.

Da bei der /₁₀-Grenzfrequeriz der spezifische Querleitwert der statischen und dynamischen Kapazität

zwischen Emitter Und Basis etwa gleich —-ist, erhält

Urj\

man nach den bekannten Formeln für eine homogene elektrische Leitung bei der Frequenz / die Beziehung

wobei

Bε Wd —

ist und /₁₀ diejenige Frequenz, bei der die Stromverstärkung ohne Berücksichtigung des Rändzoneiieinnusses auf den Wert eins abgefallen ist.

Die Grehzfrequenz ohne Rändzone (tr -s- 0) ist für die als Zahlenbeispiel verwendete Anordnung gleich 9,5 ■ 10^s Hz. Bei dieser Grenzfreqüenz Wird die wirksame Emitterbreite Bew gleich 0,61 μ und bei / = 3000 MHz etwa 1,1 μ.

Die Grenzfreqüenz /_fto wird nun durch die Kapazität der Randsperrschicht zwischen Eniitterzone 3 und der Halbleiterzohe 6 der Elektrode 1 stark herab

gesetzt. Nimmt, man für die Emitterzone 3 eine Dicke Wr von ί μ und für die Randzöne eine maximale maximale Basisdotierung N_Sm gleich oder kleiner 5° Dotierung^ = 4JVi = 4· 10*^ Störstellen pro Kubik-

ist als das ~- -fache der Eigenleitungsdichte m bei

derjenigen Temperatur Tn, bei welcher die Basiszone durch Diffusion hergestellt wird. Tz und Tp sind dabei in Kelvingraden gemessen. Anschließend soll niöglichst rasch abgekühlt werden. Bei einer Temperatur Td von 973⁰K gleich 700⁰G ist bei Germanium die Eigenleitungsdichte n< ungefähr gleich 3,4 · 10¹⁸ Stör-Stellen pro Kubikzentimeter, so daß eine maximale Basisdotierung Von etwa 1
Zentimeter möglich ist.

Setzt man als Beispiel für den Basisschichtverlauf ein näherungsweise linear abfallendes Profil mit 10¹⁸ Störstellen pro Kubikzentimeter Maximaldotierung und eine Basisschichtdicke wb von 1,5 · 10~^B cm an, so errechnet sich daraus nach bekannten Beziehungen eine Basislaufzeit tb gleich 3,8 · It)-¹² Sekunden.

g p

Zentimeter an, wenn Nb die Basisdotierung darstellt, _XR näherungsweise gleich

W_R Bew

Die Grenzfreqüenz f_ßl einschließlich der Randzone ist also für das angegebene Rechenbeispiel wesentlich geringer als /_Aoj nämlich gleich 6000MHz. Es ist

¹⁸ Störstellen pro Kubik- ^6o dahfer vorteilhaft, die Randkäpazitäf dadurch zu

verringern, daß die Emitterzone dünn ausgebildet wird, so daß die Grenzfläche zwischen der ersteh Elektrode und der Emitterzone gleich oder kleiner als die emittierende Fläche ist.

Weiterhin ist es günstig zwischen der HäMeiterzoneö der Elektrode!, und der Emitterzone3 einen allmählich verlaufenden pn-Übergäng herzustellen. Dies geschieht am besten dadurch, daß man die

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Emitterzone 3 nur etwa drei- bis zehnmal so hoch das Grundmaterial und bilden eine η-leitende Basisdotiert wie die Basiszone 4 und die Zone 6 mindestens zone,
doppelt so hoch wie die Emitterzone. Die Metallschicht wird nun in einer geeigneten

Stellt man nun die endgültige Dicke Wb der Basis- Säure abgelöst und in Scheibschen von etwa 1 · 1 · zone 4 erst nach erfolgter Legierung der Elektroden 1 5 0,5 mm Größe aufgeteilt. Anschließend legiert man und 2 durch kurzzeitiges Tempern bei einer Tempe- auf übliche Weise zwei Legierungspillen von etwa ratur her, welche nur wenig unterhalb der maximalen 80 μ Durchmesser z. B. aus einer In-Sb-Ag-Legierung Legierungstemperatur liegt, so diffundieren die leicht im Abstand von etwa 130 μ auf und tempert anbeweglichen Donatoren der Halbleiterzone 6 in die schließend bei etwas tieferer Temperatur nach. Nach Emitterzone 3 und ergeben einen flach verlaufenden io kurzem Ätzen deckt man nach dem Photoresistpn-Übergang. verfahren entlang der Verbindungslinie zwischen den

Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß die beiden Legierungspillen einen etwa 70 μ breiten

vorstehenden Beziehungen für einen Transistor mit Streifen ab und führt eine Mesaätzung durch. Nach

sehr breiter emittierender Fläche abgeleitet sind. Ablösen des Photoresistüberzuges kann das Halbleiter-

Emittiert nur ein schmaler Streifen des Emitters, wie i₅ plättchen auf einen Transistorfuß aufgelötet und mit

bei der erfindungsgemäßen Anordnung, so wird die zwei Silberbändchen kontaktiert werden.

Stromverstärkung kleiner. Für Transistoren nach F i g. 2 dampft man nach

Bezeichnet man mit Bee den Abstand von der Ablösen des Photoresistüberzuges z. B. Zink auf die

Halbleiterzone 6 der Elektrode 1, in welchem die Oberfläche des Transistorelementes auf. Darauf deckt

Emission der Emitterzone 3 auf den 2,7ten Teil ao man wieder mittels Photoresistverfahrens diejenigen

abgefallen ist, so wird im ungünstigsten Fall, nämlich Stellen der Emitteroberfläche ab, welche einen Metall-

dann, wenn die Grenzfrequenz nur von der statischen überzug erhalten sollen. An den nicht abgedeckten

Emitter- bzw. Randkapazität bestimmt wird Stellen wird das Zink durch kurzzeitiges Ätzen in

verdünnter Salpetersäure entfernt und das Halbleiter-

. j£c_ . \ 25 bauelement wie oben gesockelt und aufgebaut.

τ ε -t- Tu > — TbJ, jj_{m auc}j_{1 m}-_t kugelförmigen Legierungspillen

koaxiale Anordnungen ähnlich denen der F i g. 5

,, . „ . , . . j _ΛΤ ,..,, . herstellen zu können, empfiehlt es sich, auf einem

in vektoneller Schreibweise das Verhältnis: _TT ,,, .. ,..^. , _Λ '. / , ™ ' . ,

Halbleiterplattchen drei oder mehr Transistoren nach

ß I r. Bew\ ³° °bi§^em Verfahren herzustellen und diese dabei stern-

— gleich 1/(1 + yj J, förmig anzuordnen. Eine solche Bauweise ermöglicht

Po V " Bee J _eSj sämtliche Außenelektroden dieser Transistoren

mit einer durchlochten Metallscheibe wie die Elek-

wenn β die Stromverstärkung der Tetrode, ß₀ die trode 2 in F i g. 5 zu kontaktieren und alle Innen-Stromverstärkung eines Transistors mit relativ breiter 35 elektroden gemeinsam durch einen zylinder- oder Emissionszone und j den imaginären Einheitsvektor kegelförmigen Innenleiter zu kontaktieren, ähnlich darstellen. Für Bee = B_Ew wird, β gleich 0,54 · ß₀. wie bei der Elektrode 1 in F i g. 5. Man kann auch die Für Großsignalverstärkung und Schwingungser- Transistoren so anordnen, daß statt mehrerer Innenzeugung ist es vorteilhaft, Bee kleiner oder gleich B_Ew elektroden nur eine Innenelektrode verwendet wird, zu machen, da dann der gesamte Emitterstrom 40 welche allen Transistoranordnungen gemeinsam ist. gesteuert werden kann. Ist für eine Verstärkung Bei der mesaartigen pnip-Anordnung gemäß F i g. 3

kleiner Signale ein hohes β erwünscht, so kann Bee sind Halbleiterscheiben herzustellen, welche im Innern vorteilhaft bis etwa 3 B_Ew vergrößert werden. Bei sehr stark p-dotiert sind und eine gleichmäßig dünne, einer streifenförmigen Transistoranordnung nach den je nach Transistortyp etwa 1 bis 10 μ starke, schwach Fig. Ibis 4 mit konstantem Basisflächenwiderstand Rb 45 η-dotierte Oberflächenschicht besitzen,
ist Solche Scheiben erhält man am einfachsten, wenn

η —η. ^{Se man au}^ dickere Scheiben von der gewünschten

EE — τ Tj ' schwachen η-Dotierung der Oberflächenschicht nach

den bei Leistungsgleichrichtern angewendeten Ver-

Dabei ist Be die Breite der Emitterzone 3 zwischen 50 fahren eine nahezu über die ganze Scheibe reichende den Elektroden 1 und 2, Ut gleich 25 mV und Ueb großflächige Elektrode (z. B. mit In) einlegiert,
die Betriebsspannung zwischen Emitter und Basis, die Die Legier- und Abkiihlbedingungen sind dabei so

für Anordnungen aus Germanium etwa 0,5 V beträgt. zu wählen, daß die Legierungsfront gegen das Grund-Somit wird bei einer linearen Anordnung Bee ungefähr material möglichst eben und der einkristallin und *** #. Je _nach den ^nsehte,, Betriebst- «

gungen ist also für die erfindungsgemäße Anordnung die Legierungsfront nahe unter der gegenüberliegenden

eine Emitterbreite von 10 bis 100 μ günstig. Scheibenoberfläche liegen.

Zum Herstellen eines Transistors nach F i g. 1 geht Am Rand der Scheibe wird ein n-dotierender

man z. B. von p-dotierten Halbleiterscheiben mit 60 Hilfskontakt (Basis) einlegiert und ebenso wie die

etwa 0,3 bis 1Ω · cm spezifischem Widerstand aus. In-Elektrode mit Zuleitungsdrähten versehen und mit

Man dampft zunächst in Hochvakuum ein p-dotieren- einem geeigneten Isolierlack abgedeckt. Die nicht

des Metall, beispielsweise In mit etwas Ga, unter abgedeckte Vorderseite der so vorbereiteten Scheibe

Zusatz eines kleinen Prozentsatzes η-dotierenden wird nach einem selbstbegrenzenden elektrolytischen

Materials (As oder Sb) in dünner Schicht auf die 65 Ätzverfahren geätzt. Während des Ätzens liegt dabei

Halbleiterscheibe auf und stellt die Emitterzone durch zwischen Rückseitenelektrode und Hilfskontakt eine

Legieren her. Beim Nachtempern diffundieren die negative Spannung, so daß sich am Rückseitenkontakt

beweglichen n-Störstellen über die Legierungszone in eine Sperrschicht ausbildet, deren Dicke von der

Dotierung des η-Materials und der Spannung am Rückseitenkontakt abhängt. Zwischen Elektrolyt und Hilfskontakt wird eine Spannung angelegt, welche ebenfalls negativ, jedoch dem Betrag nach kleiner als die zwischen Rückseitenelektrode und Hilfskontakt liegende Spannung sein muß.

Auf die zu ätzende Scheibe wird mit einer starken Lichtquelle ein etwa 100 μ breiter, über die ganze Scheibe gehender Lichtstreifen durch den Elektrolyt hindurchprojiziert, welcher langsam, senkrecht zu seiner Längsausdehnung, über die Scheibe bewegt wird.

An den beleuchteten Stellen wird das Germanium rasch abgeätzt. Das Ätzen hört jedoch von selbst auf, wenn an einer Stelle die Rückseitensperrschicht, genauer die Sperrschicht, welche der Spannungsdifferenz Rückseitenelektrodeelektrolyt entspricht, erreicht ist.

Man kann also auf diese Weise hoch p-dotierte Scheiben herstellen, welche auf der Oberfläche eine schwach η-dotierte dünne Schicht genau vorgebbarer ao Dicke besitzen. Nach Ablösen der Abdeckung und der Metallschicht auf der Rückseite können diese Scheiben, wie bereits angegeben, mit einer Emitter- und Basisschieht versehen werden.

Bei Halbleiteranordnungen nach Fig. 4 muß die Intrinsiczone 8 an den nicht emittierenden Stellen dicker sein als an den emittierenden Stellen. Dies kann man nach obigem Verfahren leicht dadurch erreichen, daß man zuerst die der geringeren Schichtdicke entsprechende Vorspannung einstellt und nur diejenigen Stellen der Halbleiterscheibe belichtet, an denen später die Schichtdicke der Intrinsiczone geringer sein soll als an den übrigen Stellen. Anschließend erhöht man die Vorspannung und ätzt auf die beschriebene Weise streifenweise die restliche Oberfläche bis zur gewünschten Schichtdicke der Intrinsiczone ab.

Den in F i g. 5 gezeigten Schichtenverlauf kann man beispielsweise nach folgendem Verfahren erreichen. Zunächst legiert man in eine Scheibe aus schwach η-dotiertem Halbleitermaterial an denjenigen Stellen, die später eine dünnere hochohmige Zone 8 ergeben sollen, etwa 10 bis 15 μ. tief p-dotierende Elektroden ein. Dann wird auf diese Oberfläche eine dünne Schicht p-dotierender Substanz, beispielsweise In, aufgebracht, und zwar derart, daß sie die gesamte Oberfläche bedeckt. Auf diese Schicht wird eine zweite Halbleiterscheibe gedrückt und dieses Gebilde auf Legierungstemperatur derart erhitzt, daß die zweite Halbleiterscheibe eine höhere Temperatur annimmt als die Ausgangsscheibe. Dadurch erhält man einen Halbleiterkörper mit einer stark p-dotierten und einer η-dotierten Hälfte. Anschließend wird die n-dotierte Oberfläche nach dem beschriebenen Verfahren so weit abgetragen,, daß die vorher einlegierten Stellen gerade als Erhebungen sichtbar werden. Ist dies der Fall, so 55, wird der Ätzvorgang beendet.

Die. erfindungsgemäße Anordnung kann natürlich auch nach dem Doppeldifrusionsverfahren oder auf andere Weise hergestellt werden. Die gestrichelte Linie 15 deutet jeweils die Grenze der Emitterzone 3 vor dem Einlegieren'der beiden Elektroden 1 und 2 an. Insbesondere kann man beim Doppeldifrusionsverfahren die Basisanschlüsse 6 und 7 dadurch herstellen, daß man vor der Emitterdiffusion diese Stellen z. B. mit einer Quarzschicht abdeckt. Bringt man nach Ablösen der Quarzschicht die Scheiben anschließend in eine geeignete Metallsalzlösung, wie sie z. B. zum Sichtbarmachen von pn-Übergängen häufig benutzt wird, so kann man auf den Zonen 6 und 7 die Metallkontakte 1 und 2 abscheiden.

Die ringförmige Anordnung gemäß F i g. 5 kann durch Aufdampfen der Legierungsmaterialien unter Verwenden geeigneter Blenden oder durch galvanische Abscheidung nach Abdecken der übrigen Halbleiteroberfläche mit Photoresist hergestellt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 umgibt die Elektrode 2 die Elektrode 1. Es ist aber auch eine Ausführungsform möglich, bei der die Elektrode 1 die Elektorde2 insbesondere ringförmig, umgibt. Versuche haben ergeben, daß solche Anordnungen, bei denen eine Elektrode die andere vollkommen umschließt, das Verwenden besonders dünner Basisschichten 4 ermöglichen. Dies hat seinen Grund darin, daß die dünne Basiszone 4 bei diesen Anordnungen nirgends an die Oberfläche tritt und daher kein Oberflächendurchbruch über die dünne Basisschieht möglich ist.

Claims (38)

Patentansprüche:

1. Flächentransistor mit einer Emitter-, einer Basis- und einer Kollektorzone, dessen Basiselektrode auf der gleichen Oberflächenseite des Halbleiterkörpers wie die Emitterzone angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gleichen Oberflächenseite des Halbleiterkörpers eine den Emissionsstrom führende Elektrode angebracht ist, welche mit der Basiszone ohmisch und mit der Emitterzone ohmisch oder über einen pn-Übergang mit sehr niedriger Durchbruchsspannung verbunden ist.

2. Flächentransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basiszone und der Kollektorzone eine sehwach dotierte oder intrinsicleitende Zone vorgesehen ist.

3. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen der Kollektorzone und der hochohmigen bzw. intrinsicleitenden Zone möglichst steil verläuft.

4. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hochohmige bzw. intrinsicleitende Zone über ihre Fläche verschieden dick ausgebildet ist.

5. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß'die Dicke der hochohmigen bzw. intrinsicleitenden Zone zwischen Basis- und Kollektorzone im Bereich des emittierenden Teiles der Emitterzone kleiner gewählt ist als im übrigen

. Bereich des Halbleiterkörpers.

6. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorzone zur Erzielung eines geringen Kollektorvorwiderstandes sehr stark, beispielsweise mit 10¹⁸ bis 10²⁰ Störstellen pro Kubikzentimeter, dotiert ist und daß im Betriebszustand zumindest im Emissionsbereich die Raumladungszone des kollektorseitigen pn-Überganges sich über die gesamte Breite der hochohmigen bzw. intrinsicleitenden Zone erstreckt.

7. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper mesaförmig ausgebildet ist und infolge der Mesastruktur die Fläche der Basiszone kleiner oder höchstens gleich der Fläche der Kollektorzone ist.

8. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche zwischen der ersten Zone und der Emitterzone gleich oder kleiner als die emittierende Fläche ist.

9. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Kollektorsperrschicht derart gewählt ist, daß die Stromverstärkung in Emitter-Basis-Schaltung bei hohen Frequenzen zur Hälfte oder i» mehr von der Kollektorlaufzeit bestimmt wird.

10. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorspannung derart gewählt ist, daß sie größer als ein Drittel der Durchbruchsspannung der Kollektor-Basis-Strecke ist.

11. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterstromdichte derart hoch gewählt ist, daß die Raumladung der driftenden Ladungsträger in so der Kollektorsperrschicht bei der niedrigsten Betriebsspannung sich gerade noch nicht störend bemerkbar macht.

12. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die emittierende Fläche derart gewählt ist, daß sie 0,5- bis 3mal so breit wie die hochfrequenzmäßig wirksame Fläche bei der Betriebsfrequenz ist.

13. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pn-Übergang zwischen Emitter- und Basiszone steil ausgebildet ist.

14. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Störstellenkonzentrationsverlauf derart gewählt ist, daß zwischen der ersten der beiden Zonen und der Emitterzone zur Erzielung einer geringen Sperrschichtkapazität ein flachverlaufender pn-Übergang entsteht.

15. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungstiefe der in die schwach dotierte Basis- bzw. Kollektorzone einlegierten ersten der beiden Zonen kleiner oder gleich der halben Kollektorsperrschichtdicke ist.

16. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste der beiden Zonen stärker dotiert ist als die Basiszone.

17. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiszone größenordnungsmäßig mit 10¹⁸ Störstellen pro Kubikzentimeter versetzt ist.

18. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone drei- bis zehnmal so hoch wie die Basiszone dotiert ist.

19. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Emitterzone zwischen den beiden Zonen 10 bis 100 μ beträgt.

20. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste der beiden Zonen die zweite Zone beispielsweise ringförmig umschließt.

21. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone und die zweite der beiden Zonen durch einen metallischen Oberfiächenbelag miteinander verbunden sind.

22. Flächentransistor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Belag zumindest auf einem Teil der Emitterzone und auf der zur zweiten Zone gehörigen LegierungspiUe aufliegt.

23. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone so weit mit dem metallischen Belag bedeckt ist, daß nur der erforderliche Sicherheitsabstand zur Vermeidung eines Kurzschlusses zwischen dem metallischen Belag und der an der ersten der beiden Zonen angebrachten

..- Elektrode gewahrt bleibt.

24. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein HaIbleiterplättchen zunächst mit einer Emitterzone und einer darunterliegenden dünnen Basiszone versehen wird und daß dann die erste der beiden Zonen durch die Emitterzone durchlegiert wird.

25. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Zone durch Legieren hergestellt werden.

26. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone durch Legierung unter Verwendung einer zum Herstellen der Basiszone zusätzlich einen kontradotierenden Stoff enthaltenden Legierungssubstanz hergestellt wird und daß dann die Basiszone durch Diffusion aus dieser Emitterzone bzw. aus der flüssigen Emitterlegierung erzeugt wird.

27. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter- und Basiszone durch gleichzeitige oder nacheinander erfolgende Diffusion aus der Gasphase bzw. durch Diffusion aus einem nichtlegierenden, auf die Halbleiteroberfläche aufgebrachten Stoff hergestellt werden.

28. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors -nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionstiefe bei dem Herstellen der Basiszone durch Diffusion kleiner als die endgültige Dicke der Basiszone gewählt wird und daß nach Einlegieren der emitterseitigen Elektrode der Halbleiterkörper bei etwas unterhalb der Legierungstemperatur liegenden Temperatur so lange getempert wird, bis die endgültige Dicke der Basiszone hergestellt ist.

29. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die absolute Mindesttemperatur zum Herstellen der Basiszone durch Diffusion sich zur absoluten Zimmertemperatur verhält wie die Intrinsickonzentration bei der Diffusionstemperatur zur gewünschten Maximalkonzentration der Basisdotierung.

30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper nach dem Herstellen der Basiszone durch Diffusion rasch abgekühlt und bei dem weiteren Behandeln nicht mehr so stark erhitzt wird, daß merkliche Diffusion auftritt.

31. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ein Halbleiterplättchen zunächst die Basiszone eindiffundiert wird und daß vor der Diffusion der Emitterzone diejenigen Stellen der Halbleiteroberfläche mit einem geeigneten, die Eindiffusion der Störstellen verhindernden Stoff abgedeckt werden, an denen die beiden emitterseitigen Elektroden vorgesehen sind.

32. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abgedeckten Stellen nach Ablösung des Abdeckmaterials chemisch oder galvanisch mit Metall überzogen werden.

33. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial ein stark dotiertes Plättchen verwendet wird, welches unter einer Oberfläche eine schwach dotierte Schicht aufweist.

34. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Herstellen einer pnip-Anordnung die gewünschte Dicke der hochohmigen Schicht derart durch ein elektrochemisches Ätzverfahren hergestellt wird, daß die stark p-dotierte Zone stärker negativ gegen die schwach n-dotierte Schicht vorgespannt wird als der Elektrolyt.

35. Verfahren zur Herstellung eines Flächentransistors nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer hochohmigen Schicht mit dünner ausgebildeten Stellen durch elektrolytisches Ätzen zunächst die den dünneren Stellen entsprechende Vorspannung eingestellt wird und nur diese dünneren Stellen stark belichtet werden und daß anschließend die Vorspannung erhöht und die restliche Oberfläche bis zur gewünschten Schichtdicke abgeätzt wird.

36. Verfahren zur Herstellung von Flächentransistoren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei oder mehr Halbleitersysteme gleichzeitig aus einem Halbleiterplättchen hergestellt und zueinander sternförmig angeordnet werden, daß sämtliche Außenelektroden durch eine mit einer Bohrung versehene Metallscheibe und alle Innenelektroden gemeinsam durch einen zylinder- oder kegelförmigen Innenleiter kontaktiert werden.

37. Verfahren zum Herstellen von Flächentransistoren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Flächentransistoren aus einem Halbleiterplättchen gleichzeitig hergestellt und derart zueinander angeordnet werden, daß statt mehrerer Innenelektroden nur eine gemeinsame Innenelektrode erforderlich ist.

38. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Ausnahme des Anspruches 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode der zweiten der beiden Zonen die Elektrode der ersten der beiden Zonen beispielsweise ringförmig umschließt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Belgische Patentschrift Nr. 553 173;

USA.-Patentschriften Nr. 2 924 760, 2 657 360;

schweizerische Patentschrift Nr. 335 368;
■ Journ. of appl. Physics, Bd. 30,1959, Nr. 11, S. 1819 bis 1824;

J. D ο s s e, Der Transistor, 1959, S. 51.

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