DE1965407A1 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
TEXAS IMSTRUIiSNTS INOORPOEATEDTEXAS IMSTRUIiSNTS INOORPOEATED
13500 North Central Expressway, Dallas, Texas, Y.St.A,13500 North Central Expressway, Dallas, Texas, Y. St.A,
HalbleiteranordnungSemiconductor device
Die Erfindung besieht sich auf Halbleiteranordnungen, insbesondere auf Transistoren, die für einen Betrieb mit hoher Leistung geeignet sind und dennoch thermisch stabil bleiben, beispielsweise als Hi-Verstär Ic er $ Oszillatoren oder Stromschalter. Die Erfindung eignet sich sowohl für diskrete Halbleiterschaltungseleaente als auch für Halbleiterschaltungselemente, die als Bestandteile einer monolithischen oder hybriden integrierten Schaltung gebildet sind.The invention shall look to semiconductor devices, in particular transistors that are capable of operating at high power and yet remain thermally stable, for example as Hi-Verstär Ic he $ oscillators or power switch. The invention is suitable both for discrete semiconductor circuit elements and for semiconductor circuit elements which are formed as components of a monolithic or hybrid integrated circuit.
Es bestandaibisher Einschränkungen hinsichtlich der von Transistoren bewältigbaren Leistung, insbesondere hinsichtlich des Vermögens von Leistungstransistoren, die bei Hochfrequenzen verwendet werden, wo eine Pehlanpassung bei Abstimmung verhindert werden muss. Ein beträchtlicher Betrag dieser Einschränkungen beruhte auf einem sekundären Zusammenbruch, der durch eine seitliche thermische Instabilität verursacht wurde, die sich aus einem örtlich begrenzten thermischen Davonlaufen ergab ·. Jiese thermische Instabilität wurde durch grosse positive Temperaturkoeffizienten des Stromflusses im Transistor verursacht, inThere are currently restrictions on the use of Transistors manageable performance, especially in terms of the ability of power transistors that are used in High frequencies are used where there is a mismatch must be prevented in coordination. A significant amount of these limitations were due to a secondary one Collapse caused by a lateral thermal instability resulting from a localized limited thermal runaway resulted in ·. Jiese thermal Instability was caused by large positive temperature coefficients of the current flow in the transistor, in
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BADBATH
welchem eine geringe Ungleichförmigkeit des Tranistors die Neigung hervorrief, eine ungleichförmige V.ärraeverteilung über den Transistor beim Anlegen beträchtlicher Leistung zu verursachen. Es besteht dann die iieigung zu einem erhöhten Stromfluss durch den Transistor im heissesten Gebiet des Transistors, wodurch eine weitere Örtlich begrenzte Erwärmung verursacht wird. Auf diese weise kann eine sich selbst verstärkende Wirkung auftreten, die in dieser Beschreibung "Örtlich begrenztes thermisches Davonlaufen" genannt wird und zu einem vollkommenen Versagen des Transistors führen kann.which a little non-uniformity of the transistor the tendency caused a non-uniform distribution of veins across the transistor when applying considerable power. There is then the tendency to an increased current flow through the transistor in the hottest area of the transistor, creating a further local limited heating is caused. In this way a self-reinforcing effect can occur, those in this specification "Localized Thermal Runaway "is called and can lead to a complete failure of the transistor.
Ss ist bereits bekannt, einen Widerstand mit einem positiven Temperaturkoeffizient zwischen dem Eaitterkontakt und der Emitterzone eines Transistors zu verwenden, um den Transistor thermisch zu stabilisieren und die .Neigung zu einer seitlichen Wärme Instabilität des Transistors zu verringern. Beispielsweise ist in der US-Patentschrift 3 286 138 die Massnahme beschrieben, eine Schicht aus einem V/iderstandsaetall zwischen der Emitterzone eines Transistors und dem metallischen Smitterkontakt vorzusehen, um den Transistor thermisch zu stabilisieren. Diese Massnahae ergibt eine verbesserte Wärccestabilität bei Transistoren, doch wurde festgestellt, dass sie einen beträchtlichen Aufwand an zusätzlicher Metallisierung erfordert, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden und manchmal'. Ausschussprobiene infolge von Kratzern oder Unvollkommenheiten der zusätzlichen Metallisierungsschicht verursacht werden, ferner sind solche Mas3nanraen im allgemeinen unbefriedigend bei Transistoren mit kammartig ineinandergreifender Struktur, die für einen Betrieb , bei hohen Eingangsfrequenzen besticht sind. Es sind ferner I-Iassnahmen vorgeschlagen worden, um das Leistungsvermögen von Transistoren mit kaamartiger Struktur durch Ss is already known to be a resistor with a positive Temperature coefficient between the Eaitterkontakt and the To use the emitter zone of a transistor in order to thermally stabilize the transistor and the inclination to reduce lateral heat instability of the transistor. For example, in U.S. Patent 3 286 138 described the measure, a layer of a V / resistance metal between the emitter zone of a To provide the transistor and the metallic smitter contact, to thermally stabilize the transistor. This measure results in improved thermal stability in the case of transistors, however, it has been found that they require a considerable amount of additional metallization requires, thereby increasing the manufacturing cost, and sometimes'. Scrap samples as a result of scratches or Imperfections of the additional metallization layer furthermore, such masonrances are in general unsatisfactory in the case of transistors with a comb-like interlocking structure that is are impressive at high input frequencies. Measures have also been proposed to improve the performance of transistors having a kaam-like structure
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Kontrolle der geometrischen Ausbildung der Kontakte ■auf den £ingerartigen Baiittern su erhöhen, doch erwiesen sich solche !-»assnahmen infolge bestimmter Problem vvie der hpannutigsdifferenzen entlang den Fingern, im allgemeinen als .unanvienäbir. üin weiterer bekannter Vorschlag besteht dariu» Widerstandselemente aus der Kontaktmetallisierutig oder durch eine sueätzliche Metallisierung auf kaamartigen Transistoren in der ϊ/eise su bilden, dass mehrere dünne filaartige Widerstände in Serie mit Gruppen von Emitterfingern gjschaltet sind, doch ergaben sich Probleme infolge des JPehlens einer ausreichenden Kontrolle der Dicke und des geometrischen Aufbäus der Metallisierung soviie infolge solcher Erschefciungen wie der lälektromigration.Increase control of the geometrical formation of the contacts on the finger-like bases, but it has been proven such! - »arose as a result of certain problems vvie of the groom differences along the fingers, in general as .unanvienäbir. There is another known proposal dariu »Resistance elements from the contact metallization or by additional metallization on kaam-like Transistors in the ϊ / ice su form that several thin Fila-like resistors in series with groups of emitter fingers are switched, but problems have arisen due to the lack of sufficient control of the thickness and the geometric structure of the metallization as a result such phenomena as electromigration.
In der US-Patentschrift 3 358 197 ist ein Transistor beöchrieben, dessen !,raitterzone mehrere Finger aufweist, die von eine;:: geraeinsamen ,Emitterteil abstehen, wobei der Emitter in einer 3asiszone gebildet ist, die ein Gebiet cit grösserer iDiefe hat, das unter dem geceinsaaen imitterabschnitt liegt. Das Icitterkontaktsystem enthält Ketallisierungsstreifen, die auf den äusseren Abschnitten der Emitterfinger liegen und ve α einem aa cea gemeinsa~er: ^mitterabschnitt angebrachten Koataictabschnitt in; Abstand liegen, so dass der Bahnwiderstand der Üsitterzone in den Swischenräucen praktisch Serienwiderstände zwischen den Kniitterkontaktstreifen und dec gemeinsamen limitterkontaktabscanitt ergibt . Diese Lösung verspricht Vorteile gegenüber den zuvor ermähnten Massnahsen, loch bringt sie die Gefahr cit sich, dass eine schädliche örtliche Stronin^izierung aus der das Viidcrstandselecent bildenden Zaitterzone und aus des den äusseren Kontakt tragenden 2eil der Emitterzone stattfindet. Die Bildung der Basiszone cit eines Abschnitt grösarer Tiefe kann gleichfalls Ausschussproblece bei der HerstellungIn US Pat. No. 3,358,197, a transistor is described whose!, raitterzone has several fingers, which protrude from a; :: common, emitter part, where the emitter is formed in a base zone, which has an area of greater depth, which is below the geceinsaaen in the middle section. The icitter contact system contains Metallization strips on the outer sections the emitter fingers lie and ve α a aa cea common: ^ center section installed Koataict section in; distance lie so that the rail resistance of the Üsitterzone in the Swischräucen practically series resistances between the Kink contact strips and the common limitter contact scan results. This solution promises advantages over the measures previously admonished, but it brings with it the danger cit yourself that a harmful local stronin ^ ization from the Zaitterzone forming the Viidcrstandselecent and from the the outer contact-bearing part of the emitter zone takes place. The formation of the base zone cit a section larger Depth can also cause reject problems during manufacture
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ergeben, und obgleich der verhältnismässig tiefere Absctmitt der Basiszone angeblich einen verhältnisraässig unwirksamen Abschnitt des Imitter-Basis-Übergangs ergibt, ist die I"olge praktisch, die Schaffung eines Transistors geringer Verstärkung, der ständig dem die aktiven Abschnitte der Emitter-Basis-Übergänge enthaltenden Transistor parallel geschaltet ist.result, and although the relatively deeper Absctmitt the base zone allegedly a relatively ineffective section of the imitter-base transition Results, the next is handy to create one Low gain transistor that is constantly changing the active sections of the transistor containing emitter-base junctions is connected in parallel.
Nach der Erfindung ist eine Halbleiteranordnung mit zwei Zonen, zwischen denen ein'pn-übergang besteht, und von denen die erste Zone im Abstand voneinander liegende Abschnitte aufweist , die so in der zweiten Zone angeordnet sind, dass Abschnitte der zv.eiten Zone zwischen die im Abstand voneinander liegenden Abschnitte der ersten Zone eingefügt sind , und mit einer über die erste Zone verteilten Elektrodenanordnung, die einen allen im Abstand vo nei na nder-L legenden Abschnitten der ersten Zone gemeinsamen Abschnitt aufweist, wobei Unstetigkeiten in der Elektrodenanordnung über Gebieten der im Abstand voneinanderliegenden Abschnitte der ersten Zone giildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeiten elektrische Serienwiderstände bilden, die zur Stabilisierung der Stromdichte der Halbleiteranordnung und dadurcti zur Verhinderung eines örtlich begrenzten thermischen Davonlaufens ausreichen, und dass die erste Zone ferner Abschnitte aufv.eist, die zwischen den eingefügten Abschnitten der zv.eiten Zone und dein gemeinsamen Abschnitt der Llektrodenanordnurig angeordnet sind, um die örtliche Ltromint-]izierung aus Abschnitten der erstes Zone in die eingefügten Abschnitte der z.-<eiten Zone zu verringern.According to the invention is a semiconductor arrangement with two zones, between which there is a'pn junction, and of which the first zone has spaced apart sections, which are arranged in the second zone that sections of the second zone between the at a distance from one another sections of the first zone are inserted, and with an electrode arrangement distributed over the first zone which has a section common to all sections of the first zone that are spaced apart from one another, wherein discontinuities in the electrode arrangement over areas of the im Sections of the first zone that are spaced apart from one another are formed, characterized in that the discontinuities form electrical series resistances which are sufficient to stabilize the current density of the semiconductor arrangement and, therefore, to prevent localized thermal runaway, and in that the first zone further comprises sections which between the inserted Absc hnitten the zv.eiten zone and your common portion of the Llektrodenanordnurig are arranged to the local Ltromin t -] ication of sections of the first zone in the inserted portions of the z .- reduce <nits zone.
Lie Erfindung ergibt eine Verbesserung gegenüber den bisher bekannten Äassnanmen durch Schaffung einer Transistoranordnung mit einer Emitterzone, die in einer BasiszoneLie invention provides an improvement over the previously known Äassnanmen by creating a transistor arrangement with an emitter zone that is in a base zone
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angeordnet ist und einzelne, im Abstand voneinanderB-iegende Abschnitt aufweist, zwischen die Abschnitte der Basiszone eingefügt sind. Sin Eraitterelektrodensystem ist mit der Emitterzone ohmisch verbunden und über diese Zone verteilt; es weist einen Abschnitt auf, der den einzelnen Emitterabschnitten gemeinsam ist, und über Stellen der einzelnen Emitterabschnitte sind in dem Elektrodensystem Unsteiigkeiten gebildet, wodurch elektrische Widerstände geschaffen werden, die ausreichen, um die Stromdichte der Anordnung zu stabilisieren und dadurch ein örtliches thermisches Davonlaufen zu verhiudern. J?erner enthält die Anordnung Einrichtungen zur Verringerung einer örtlichen Strominjiaierung aus !Teilen der Emitterzone, die in der liüie des gemeinsamen Abschnittes dee Emitterkontakts liegen, in die Basiszone.is arranged and individual, at a distance from each other Has section, between which sections of the base zone are inserted. Sin Eraitter electrode system is with the Emitter zone ohmically connected and distributed over this zone; it has a section that corresponds to the individual emitter sections is common, and there are discontinuities in the electrode system across locations of the individual emitter sections formed, creating electrical resistances sufficient to stabilize the current density of the device and thereby to prevent local thermal runaway. J? Erner contains the arrangement facilities to reduce a local current injection from parts of the emitter zone that are in the liüie of the common Section of the emitter contact lie in the base zone.
Vorzugsweise sind die elektrischen Widerstände durch den Bahnwiderstand der unter den Unstetigkeiten liegenden Emitterzone gebildet. Die Einrichtungen zur Verringerung der örtlichen Strominjizierung können insbesondere Stege aus dem Material der Emitterzone sein, die sich zwischen benachbarten einzelnen Emitterabschnitten in den Gebieten der Unsteiigkeiten erstrecken und diese Emitterabschnitte miteinander verbinden, wobei sich diese Stege quer über die Enden der zwischen den einzelnen Emitterabschnitten liegenden Basiskontaktfinger erstrecken. Solche Stege verhindern eine örtliche Strominjizierung aus unerwünschten Gabieten und unterdrücken jede mögliche unerwünschte selandäre Transistorwirkung.The electrical resistances, due to the sheet resistance, are preferably those lying under the discontinuities Emitter zone formed. The devices for reducing the local current injection can in particular webs be made of the material of the emitter zone, which is located between adjacent individual emitter sections in the areas of the discontinuities and connect these emitter sections to one another, these webs extending across the ends of the base contact fingers lying between the individual emitter sections extend. Such bars prevent local current injection from unwanted areas and suppress any possible unwanted selandary Transistor effect.
Durch die Anwendung der Erfindung können praktisch ausführbare Transistoren verwirklicht werden, die bei hohen Frequenzen betrieben werden können undin erhöhtem M^sse frei " von thermischem Durchlaufendind, ohne dass zusätzliche oder abgeänderte Diffusirsionsschritte bei der Herstellung der Transistoren angewendet werden müssen. Solche TransistorenBy applying the invention practically executable transistors can be realized, which can be operated at high frequencies andin elevated M ^ sse free "of thermal Durchlaufendind, must be applied without any additional or modified Diffusirsionsschritte in the manufacture of the transistors. S o lche transistors
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können als diskrete Schaltungselemente hergestellt werden, oder einen Teil von monolithischen oder hybriden'integrierten Schaltungen bilden.can be manufactured as discrete circuit elements, or a part of monolithic or hybrid 'integrated Form circuits.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigen:The invention is described by way of example with reference to the drawing. Show in it:
Pig. 1 eine Oberansicht einer Ausführungsform eine3 Transistors nach der Erfindung,Pig. Figure 1 is a top view of one embodiment of a transistor according to the invention,
Pig.2 einen Querschnitt im wesentlichen entlang der Schnittlinie 2-2 von Fig.1,Pig.2 shows a cross section essentially along the cutting line 2-2 of Fig. 1,
Pig.3 einen Querschnitt im wesentlichen entlang der Schnittlinie 3-3 von Pig.1,Pig.3 shows a cross section essentially along the cutting line 3-3 of Pig.1,
Pig.4 eine schematische Darstellung de3 geometrischen Aufbaus eines Abschnitts der Anordnung von Pig.1,Pig.4 a schematic representation of the geometric structure a section of the arrangement of Pig.1,
Pig.5 und 6 Schaltbilder von Transistorersatzschaltungen, welche die mit der Erfindung erzielten Verbesserungen erläutern,Pig. 5 and 6 circuit diagrams of transistor equivalent circuits, which explain the improvements achieved with the invention,
Pig.7 bis 10 Diagramme der verschiedenen Betriebsparameter von Transistoren nach der Erfindung undPig. 7 to 10 diagrams of the various operating parameters of transistors according to the invention and
Pig.11 bis 14 Abänderungen der Transistoranordnung von Pig.1.Pig. 11 to 14 Modifications of the transistor arrangement of Pig. 1.
In PLg.1 bis 3 sind Abschnitte eines Planartransistors dargestellt, der aus einem geeigneten Halbleitermaterial, z.B. Silizium oder Germanium hergestellt ist. Als Beispiel wird der Aufbau eine3 npn-Transistors beschrieben, doch kann natürlich ein pnp-Transistor in der gleichen V/eise hergestellt werden.In PLg. 1 to 3, sections of a planar transistor are shown, which is made of a suitable semiconductor material, e.g. silicon or germanium. As an example is the structure of a 3 npn transistor is described, but can of course a pnp transistor can be made in the same way.
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Der dargestellte Transistor enthält einen Halbleiterkörper, in dem eine n-Kollektorzone 10 gebildet ist. Die Kollektorzone kann beispielsweise eine Diffusionszone oder eine epitaktische £one sein,beispielsveise eite epitaktische n-Schicht auf einer n(-i·)-Unierlage. Durch Anwendung des Verfahrens der Cxidaa3kierung und Diffusion weraaiVjine p-Basiszone 11 gleichförmiger Tiefe oder Dicke in die Kollektorzone eingelassen und eine n-Braitterzone 12 in die Basiszone eingelassen. Der Basis-Kollektor-Übergang und der BasisiMnitter-tlb ergang erstrecken sich zu einer gecjeinsaaen Fläche des Halbleiterkörpers, und sie werden dort durch eine passivierende Schutzschicht 13, ε.B. aus Siliziucaoxid abgedeckt. Die itaitterzone 12 hat eine kanmartige Struktur und weist einen langgestreckten Rücken H auf, von dem nehrere parallele iitnitterstreifen I5a, b, c usw. in Abstand voneinander in der querrichtung abstehen.The transistor shown contains a semiconductor body, in which an n-collector zone 10 is formed. The collector zone can for example be a diffusion zone or a be an epitaxial one, for example an epitaxial n-layer on an n (-i ·) -nierlage. By applying the procedure Cxidaa3kierung and diffusion weraaiVjine p-base zone 11 of uniform depth or thickness let into the collector zone and an n-Braitter zone 12 in the base zone let in. The base-collector junction and the base-mnitter-tlb Ergang extend to a junked area of the semiconductor body, and they are there by a passivating protective layer 13, ε.B. made of silicon oxide covered. The grid zone 12 has a channel-like structure and has an elongated back H, from which a number of parallel intermediate strips 15a, b, c etc. are spaced stand out from each other in the transverse direction.
Bin an der Basiszone angebrachter ohtnscher Kontakt besteht aus einem Baeiskontaktrücken 15» der parallel zu dec ilsixterrücken 14 und ioi Abstand von den freien Enden der Ltnitterstreifen 15 verläuft, wobei von see Rücken 16 Basiskontaktfinger 17a, b, c usw. zwischen die Ssitterstreifen 15 zucn ümitterrücken ".4 ti ir* ragen und in chcschea Kontakt isit den darunterliegenden Ltreifer: 1ö der Basiszone stehen, is ist zu becerken, dass die Easiskontaktfinger 17 beträchtlich vor dem Übergang zwischen den Basiszonenstreifeu 16 und dera Lnitxerrücken 14- enden, danit eine Örtliche Injizierung verringert wird.I am in contact with the base zone from a back contact 15 »parallel to the back of the dec ilsixter 14 and ioi distance from the free ends of the litter strips 15 runs, with 16 base contact fingers from the back 17a, b, c etc. between the sitter strips 15 ümitterrück ".4 ti ir * ragen and in chcschea contact isit the underlying ltreifer: 1ö of the base zone, is it should be noted that the Easiskontaktfinger 17 considerably before the transition between the base zone strips 16 and the lnitxer back end, then a local injection is decreased.
Sin Jwnitterkontaktsysten 1S weist einen rQitterkont-ftctrückeu 20 auf, der sich entlang cies Ί citterrücken 14 erstreckt und in ohsschec: Kentakt sit dieses steht, sowie isitterkontaktfinger 21a, b, c usw., die auf Abschnitten der Ecitteratreifen 15a, b, c, usw. liegen und in chcschec: Kentakt damit stehen.Sin Jwnitterkontaktsysten 1S has a rQitterkont-ftctrückeu 20, which extends along cies Ί citter back 14 and in ohsschec: Kentakt sit this stands, as well as isitterkontaktfinger 21a, b, c etc., on sections of the Ecitterat tire 15a, b, c, etc. and in chcschec: Kentakt stand with it.
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Die Emitterkontaktfinger 21a, b, c verlaufen von den freien . Enden derEmitterstreifen 15a, b, c zum Emitterkontaktrücken 20, wobei sie zwischen die Basiskontaktfinger 1?a, b, c greifen . Ein wesentliches Merkmal der beschriebenen Anordnung sind Zwischenräume oder Unstetigkeiten 22a, b, c, in dem Emitterkontaktsystem zwischen dem Emitterkontaktrücken und den Kontaktfingern.The emitter contact fingers 21a, b, c extend from the free ones. Ends of the emitter strips 15a, b, c to the emitter contact back 20, whereby they between the base contact fingers 1? A, b, c to grab . An essential feature of the described arrangement are spaces or discontinuities 22a, b, c, in the emitter contact system between the emitter contact back and the contact fingers.
Die Emitterkontakte und die Bäsiskontakte stehen in ohmschem Kontakt mit der Emitterzone bzw. der Basiszone durch entsprechende Öffnungen in der Oxidschicht 13 und erstrecken sich, wie in Pig.2 und 3 gezeigt ist, aus diesen Öffnungen heraus vorzugsweise über einen Teil der Oxidschicht.The emitter contacts and the base contacts are in ohmic contact with the emitter zone or the base zone through corresponding openings in the oxide layer 13 and extend, as shown in Pig.2 and 3, from these openings out preferably over part of the oxide layer.
Diese oheschen Kontakte können durch selektive Ätzung einer auf der Oxidschicht gebildeten Metallisierungsschicht erhalten werden. Die Metallisierungsschicht kann ein einziges metallurgisches Bestandteil enthalten, z.B. Aluminium, oder sie kann eine metallurgische Mshrschichtanordnung mit zwei oder mehr Bestandteilen sein, beispielsweise Molybdän, auf dera Gold oder Aluminium aufliegt, oder Gold, das zwischen zwei Molybdänschichten eingefügt ist; in solchen Fällen kann die unten liegende Molybdänschicht ihrerseits über eine eingefügte dünne Aluminiumschicht aa Halbleiterkörper befestigt sein. Ein (nicht dargestellter) ohmscher Kontakt an der Kollektorzone 10 kann in gleicher Weise hergestellt sein.These oheschen contacts can be made by selective etching a metallization layer formed on the oxide layer can be obtained. The metallization layer may contain a single metallurgical component, e.g. aluminum, or it may have a metallurgical component Be a layer arrangement with two or more components, for example molybdenum, on the gold or Aluminum rests on it, or gold that sits between two layers of molybdenum is inserted; in such cases the underlying molybdenum layer can in turn have a inserted thin aluminum layer aa semiconductor body be attached. An ohmic contact (not shown) at the collector zone 10 can be produced in the same way be.
Wie zuvor bemerkt wurde, besteht ein wichtiges Merkaal der beschriebenen Anordnung in der Bildung der ünstetigkeiten 22a, b, c im Smitterkontaktsystem, durch welche erreichtAs noted earlier, there is an important hallmark the described arrangement in the formation of the discontinuities 22a, b, c in the smitter contact system, achieved through which
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wird, dass die unter den Unstetigkeiten liegenden Gebiete des Halbleitermatacials der Emitterzone flächenhafte Widerstände ergeben, deren Grosse ausreichend ist, um dem Transistor während des Batriebs eine thermische Ftabilität zu verleihen. Elektrisch sind diese 'Widerstände in Serie zwischen den Emitterkontaktrücken 20 und die Emitterkontaktfinger 21a, b, c eingefügt, und der Strom zwischen dem Kontaktrücken 20 und den Fingern 21a, b, c, fliesst durch die flächenhaften Widerstände, welche durch die unter den Unstetigkeiten liegenden Gebiete der Emitterstreifen 15 gebildet werden. Es ist zu bemerken, dass gilt:that the areas of the semiconductor material of the emitter zone lying under the discontinuities Two-dimensional resistances result, the size of which is sufficient to give the transistor a thermal To give stability. These 'resistances are electrical inserted in series between the emitter contact back 20 and the emitter contact fingers 21a, b, c, and the current between the contact back 20 and the fingers 21a, b, c, flows through the surface resistances, which are formed by the areas of the emitter strips 15 located below the discontinuities. It is note that:
1E - 1S 1 E - 1 S.
L, = EmitterstromL, = emitter current
Ig = Sättigungstrom in der SperrichtungIg = saturation current in the reverse direction
V-g2= Angelegte Basis-Emitter-Vorspannung (minusV-g2 = applied base-emitter bias (minus
Bandlückenpotential) ■!-a a- const.Band gap potential) ■! -A a- const.
Somit ruft der an einem Widerstandselement durch den Emitterstromfluss verursachte Spannungsabfall eine der Vorspannung entgegengesetzte Wirkung hervor, die durch folgenden Ausdruck gegeben ist:Thus, the calls to a resistance element through the Emitter current flow caused the voltage drop to have an opposite effect to the bias voltage is given by the following expression:
T T (VBE 'hR^ ,,, 1E ~ 1S exp kT "~ K ' TT (V BE 'h R ^ ,,, 1 E ~ 1 S exp kT "~ K '
worin :where:
R = Widerstandswert des Widerstandselements.R = resistance value of the resistance element.
Der kammartig verzahnte Transistor von Fig.1 bis 3 ergibt Vorteile hinsichtlich des Verhältnisses von Emitterumfang zur Basisfläche, was ein Hauptfaktor bei der BeherrschungThe comb-like interlocking transistor of Fig.1 to 3 results Advantages in the ratio of emitter perimeter to base area, which is a major factor in mastering
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BADBATH
grosser Betriebsströme ist, insbesondere bei Verwendung unter HF-Bedingungen. Ferner werden durch den karaaartig verzahnten Transistor auch verringerte Kapazitätswerte hervorgerufen. Die von den Unstetigkeiten 20a, b, c gebildeten Widerstandsgebiete können durch herkömmliche Photomaskenverfahren sehr genau bestimmt werden.large operating currents, especially when using under HF conditions. Furthermore, the karaa-like interlocking transistor also results in reduced capacitance values evoked. The resistance areas formed by the discontinuities 20a, b, c can be formed by conventional Photomask method can be determined very precisely.
Die Verwendung des Eaitterrückens ergibt eine verbesserte Ausbeute und Zuverlässigkeit, da im Vergleich zu einer-' Konstruktion ohne solchen Rücken die Stromdichte im Emitterkontakt 19 beim Durchqueren der an der Kante der Kontaktöffnung gebildeten Unstetigkeit zum Halbleitermaterial verringert wird.The use of the Eaitterrückens results in an improved yield and reliability, since compared to a- ' Construction without such a back the current density in the emitter contact 19 when crossing the at the edge of the Contact opening formed discontinuity to the semiconductor material is reduced.
Fig.4 zeigt schematisch die geometrischen Verhältnisse für die Berechnung des Widerstands, der durch eine der Unstetigkeiten 22 in der metallischen Emitterelektrode gebildet wird. Der Widerstand kann folgendermassen definiert werden: /, l> \4 shows schematically the geometric relationships for calculating the resistance caused by one of the discontinuities 22 in the metallic emitter electrode is formed. The resistance can be defined as follows become: /, l> \
Darin sind:In it are:
Og7= Bahnwiderstand der diffundiertenOg 7 = resistance of the diffused
EmitterzoneEmitter zone
d = Abstand zwischen dem Ende eines Emitterkontaktfingers 21 und dem Emitterkontaktrücken 19,d = distance between the end of an emitter contact finger 21 and the emitter contact back 19
a = die Breite des Emitterkontaktfingers 2.1 ■ b = die Breite der Basis eines Srapezes,a = the width of the emitter contact finger 2.1 ■ b = the width of the base of a srapezoid,
das von den Ecken des Emitterkontakt- / fingers 21 zu dem Eraitterkontaktrücken 19 gezeichnet wird und durch die Ecken der Verbindungsstelle zwischen dem Emitter* streifen 15 un£ dem Emitterrückea 14 geht.that from the corners of the emitter contact / finger 21 to the edge contact ridge 19 is drawn and through the corners of the junction between the emitter * strip 15 and the emitter back 14 goes.
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Es ist somit zu erkennen, dass der zwischen jedem der Eraitterkontaktfinger 21a, b, c, und dem Saitterkontaktrücken 19 gebildete Widerstand einen sich trapezförmig ausbreitenden Widerstand enthält. Die sich ausbreitenden Widerstände können somit für einen gegebenen wert des Emitterbahnwiderstandes dadurch sehr genau bestimmt werden, dass die geometrischen Parameter a, b, und d entsprechend der Gleichung (3) geeignet kontrolliert werden. In der Praxis kann der in der Gleichung (3) definierte Widerstand infolge der Ausbreitung in der diffundierten Emitterschicht geringfügig niedriger als der definierte 2rapezwert sein kann.It can thus be seen that the between each of the Eraitterkontaktfinger 21a, b, c, and the Saitter contact back 19 formed resistance is trapezoidal contains spreading resistance. The spreading resistances can thus for a given value of the Emitter track resistance can be determined very precisely that the geometric parameters a, b, and d accordingly of the equation (3) can be appropriately controlled. In practice, the resistance defined in equation (3) can be be slightly lower than the defined trapezoidal value due to the spread in the diffused emitter layer can.
Die Verwendung eines Emitterrückens und der sich daraus ergebende trapezförmig ausbreitende Widerstand ergibt geringere änderungen des Widerstandswerts infolge von geometrischen Schwankungen bei der Herstellung, als dies mit Konstruktionen erreichbar wäre, bei denen kein solcher Kücken vorhanden wäre, und die einen sich geradlinig ausbreitenden Widerstand hat.The use of an emitter back and the resulting trapezoidal resistance result smaller changes in the resistance value as a result of geometric fluctuations during manufacture than this would be achievable with constructions in which there would be no such chick and which one spreads out in a straight line Has resistance.
Bei praktischen Ausführungen des beschriebenen karacsartige verzahnten Transistors hat es sich herausgestellt, dass ein Bahnwiderstandswert von etwa 5 Ohm, dar durch eine Unstetigkeit in jedem Emitterkontaktstreifen gebildet ist, gute Ergebnisse lieferte, docn können natürlich diese Widerstände für verschiedene Anwendungsfälle in sehr breiten Bereichen schwanken. Bei der praktischen Herstellung der Anordnungen können Schwankungen bei der Durchführung der Photoätzverfahren geringfügige Änderungen in der angegebenen Geometrie der Unstetigkeiten verursachen. Ss wurde aber gefunden, dass solche Änderungen den Batrieb der Transistoren nicht merklich beeinträchtigen, weil die Schwankungen des endgültigen Bahnwiderstandes im allgemeinen vernachlässigbar sind.In practical implementations of the karacs-like described toothed transistor, it has been found that a sheet resistance value of about 5 ohms, represented by a Discontinuity is formed in each emitter contact strip, gave good results, docn can of course these resistances vary over a very wide range for different applications. In the practical Manufacture of the assemblies, variations in the performance of the photoetching process may vary slightly cause discontinuities in the specified geometry. But it was found that such changes reduce the drive not noticeably affect the transistors because the fluctuations in the final sheet resistance in are generally negligible.
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Die beschriebene Anordnung ergibt nicht nur Vorteile im Betrieb infolge der Belastung einzelner Emitterfinger, sondern sie ermöglicht auch die Verringerung der Plättchengrössen um bis zu etwa 1/3. Die beschriebene Anordnung macht es somit möglich, das Überlastungsvermögen eines, kammartig.verzahnten'Transistors zu erhöhen, zusätzlich zur Erhöhung desKollektorwirkungsgrads und der Vergrösserung der Leistungsverstärkung bei hohen Eingangsleistungen.The arrangement described not only gives advantages during operation as a result of the stress on individual emitter fingers, but it also enables the platelet sizes to be reduced by up to about 1/3. The arrangement described makes it possible to reduce the overload capacity of a, to increase comb-like. toothed 'transistor, in addition to increase the collector efficiency and to increase the power amplification at high input powers.
Infolge der Art der geometrischen Abgrenzung des Widerstandselements in jedem Emitterfinger kann der Widerstandswert ohne weiteres so erhöht werden, dass ein verbesserter Widerstand gegen thermische Instabilitäten auf Kosten der leistungsverstärkung erhalten wird, die dann infolge von Degeneration wegen einer Erhöhung des Gesamtwiderstands in der Emitterklemme erniedrigt wird.As a result of the type of geometric delimitation of the resistance element in each emitter finger the resistance value can easily be increased so that an improved resistance against thermal instabilities at the expense of the power gain, which then as a result of Degeneration due to an increase in the total resistance in the emitter terminal is decreased.
Der in Fig.1 bis 3 gezeigte Transistor enthält ferner diffundierte Stege oder falsche Rücken 23a, b, c aus Emitter-Halbleitermaterial, die quer über die Enden der Basiskontaktfinger 18a, 18b, 18c in der Nähe der Enden der Eoltterkontaktfinger 21a, 21b, 21o gebildet sind, um die örtliche Stromin;)izierung infolge der Nähe der Basiskontaktfinger am Emitterrücken 14 zu verringern. Abschnitte 24a, b, c aus Halbleitermaterial der Basiszone sind somit zwischen die Stege 23a, b, c und den Emitterrücken 14 eingefügt. Die Enden der Stege 23a, b, c sind in einem Stück mit den Emitterfingern 15a, b, c geformt und verbinden iewils benachbarte Eraitterfinger. Die Oxidschicht 13 bedeckt die Oberseiten der Stege 23a, b, c und die Basisabschnitte 24a, b, c, wie in Fig.3 gezeigt ist. Die Breite der Emitterstege 23a, b, c ist vorzugsweise kleiner als die Breite der Emitterfinger, und die Stege stehen, wie in Fig.3 gezeigt ist, nicht notwendigerweise in Kontakt mit der Emitterstreifenmetallisierung. The transistor shown in Figure 1 to 3 also includes diffused ridges or false ridges 23a, b, c made of emitter semiconductor material which extend across the ends of the Base contact fingers 18a, 18b, 18c near the ends the elder contact fingers 21a, 21b, 21o are formed, to the local Stromin;) izierung due to the proximity of the To reduce the base contact finger on the emitter back 14. Sections 24a, b, c made of semiconductor material of the base zone are thus inserted between the webs 23 a, b, c and the emitter back 14. The ends of the webs 23a, b, c are in one Piece with the emitter fingers 15a, b, c formed and connect iewils adjacent Eraitterfinger. The oxide layer 13 is covered the tops of the webs 23a, b, c and the base sections 24a, b, c, as shown in Figure 3. The width of the emitter bars 23a, b, c is preferably smaller than the width of the emitter fingers, and the webs are, as shown in Fig. 3 is, not necessarily in contact with the emitter stripe metallization.
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Beim Betrieb einer besonderen Ausführungsforia des in Verbindung mit Fig.1 bis 3 beschriebenen !Transistors, jedoch beim Fehlen der Emitterstege 23a, b, c können typische Spannungsabfälle von etwa 100 bis 300 Millivolt an den von den Zonen 22a, b, c geschaffenen Emitterballastwiderständen auftreten. Infolge der durch die Gleichung 1 gezeigten Beziehung kann eine örtliche Strominjizierung von dem Emitterrücken direkt gegenüber den Enden der Basiskontaktfinger stattfinden. Diese örtliche Injizierung kann möglicherweise zu einem Versagen des Transistors führen oder eine Verschlechterung der stromabhängigen Betriebsparameter, wie h-g-g oder hfe verursachen. When operating a special embodiment of the transistor described in connection with FIGS . As a result of the relationship shown by equation 1, local current injection can take place from the emitter back directly opposite the ends of the base contact fingers. This local injection can possibly lead to a failure of the transistor or a deterioration in the current dependent operating parameters such as hgg or h fe .
Dieses Problem ist noch besser unter Bezugnahme auf 3Pig.5 zu verstehen, wo eineErsatzschaltung dargestellt ist, die angenähert einem Transistor der in Fig-I bis 3 gezeigten Art, aber ohne die Emitterstege 23a, b, c entspricht. Der grossflächige Transistor .40 entspricht den belasteten Emitterfingern, während ein kleinflächiger Transistor 42 die Sen Enden der Basiskontaktfinger gegenüber-ÜegendenGebiete darstellt, die mit der Vorspannung V-g-g arbeiten können. Die Emitter der Transistoren 40 und 42 sind mit einem Widerstand 44 verbunden, der die Grosse des Widerstands darstellt, der durch den Bahnwiderstand der Abschnitte 22a, b, c der diffundierten Emitterzonen gebildet ist. Die Basen und Kollektoren der Transistoren 40 und 42 sind zusammengeschaltet. Es isb somit zu erkennen, dass die Eigenschaftender Transistoren 40 und 42 in erster Linie von dem Wert des durch den kleinflächigen Transistor 42 fliessenden Stroms abhängen.This problem is even better with reference to 3Pig.5 to understand where an equivalent circuit is shown which approximates a transistor of that in Figs. 1-3 type shown, but without the emitter webs 23a, b, c corresponds. The large-area transistor .40 corresponds to the loaded emitter fingers, while a small-area transistor 42 opposes the ends of the base contact fingers represents that with the bias voltage V-g-g can work. The emitters of the transistors 40 and 42 are connected to a resistor 44 which is the size of the resistor represents, which is formed by the sheet resistance of the sections 22a, b, c of the diffused emitter zones. the The bases and collectors of transistors 40 and 42 are connected together. It can thus be seen that the characteristics of transistors 40 and 42 are primarily dependent on the value of the current flowing through the small-area transistor 42 depend.
Beim Betrieb des in Verbindung mit 3?ig.1 bis 3 beschriebenem Transistors, bei welchem die Emitterstegabschnitte 23a, b, c vorgesehen sind, befinden sich die Emitterstege auf dem gleichen Potential wie die benachbarten Enden der Emitterstreifen, d.h. dem Potential am "aktiven11 Ende oder Emitter-Of to 3-described transistor Ig.1 when operating in conjunction with 3?, Wherein the emitter land portions 23a, b are provided c, are the emitter webs at the same potential as the adjacent ends of the emitter stripe, that is, the potential at the "active 11 End or emitter
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atreifenende der Ballastwiderstände. Die Kante de3 Emitterrückens befindet sich, auf einem höheren Potential als die "aktiven" Enden der Ballastwiderstände, und da die auf einem hohen ?otential liegende Kante des Emitterrückens im wesentlichen durch die Stege 23a, b, c abgeschirmt ist, wird die Strominjizierung von dem Rücken infolge der Enden derBasiskontaktfinger und die sekundäre " Wirkung eines Transistors niedriger Verstärkung von dem Bereich des Rückens unterdrückt. Die Abschirmwirkung wird bei normalem Stromniveau dadurch hervorgerufen, dass eine Stromzusammendrängung bewirkt, dass der injizierte Emitterstrom Örtlich auf die Kante des Stegs in der Njjhe der Enden der Basiskontaktfinger 17 begrenzt wird'. Dieser injizierte Strom bildet praktisch eine Rekombinationssperre, die verhindert, dass Basisstrom die auf hohem Potential befindliche Kante des Emitterrückens erreicht. Im wesentlichen wird somit ein kontrollierter Batrag an Strominjektion unmittelbar an den Enden der Basis— kontaktfinger verursacht, wodurch eine Wechselwirkung mit dem auf höherem Potential befindlichen Gebiet des Emitterrückenkontakts verhindert wird.at-tire end of the ballast resistors. The edge of the emitter back is at a higher potential than the "active" ends of the ballast resistors, and because the? o the potential edge of the emitter back is essentially shielded by the ridges 23a, b, c, the current injection from the back due to the ends of the base contact fingers and the secondary effect of a low gain transistor from the area of the back is suppressed Current level caused by the fact that a current crowding causes the injected emitter current to be locally limited to the edge of the ridge near the ends of the base contact fingers 17. This injected current practically forms a recombination barrier that prevents the base current from reaching the edge that is at high potential Essentially, a controlled amount of current injection is caused directly at the ends of the base contact fingers, which prevents interaction with the area of the emitter back contact which is at a higher potential.
Das Eraatzschaltbild des Transistors ändert sich dann von der in Pig.5 gezeigten Kombination paralleler !Transistoren zu dem einzelnen Mehrfachemitter-Transistor von Fig.6. Obgleich ein Widerstand 50 von etwa 5 Ohm in jeden Emitterkontaktfinger eingefügt sein kann, zeigt Fig.6 an, dass der Gesamtwiderstand in der .The basic circuit diagram of the transistor then changes from the combination of parallel transistors shown in Pig. 5 to the single multiple emitter transistor of Fig. 6. Although a resistance 50 of about 5 ohms can be inserted into each emitter contact finger, Fig. 6 indicates that the total resistance in the.
Emitterzuleitung , der zu einer Verschlechterung der leistungsverstärkung führen könnte, umgekehrt proportional } zu der Anzahl der im Transistor vorhandenen SmitterstreifenEmitter lead, which could lead to a deterioration in the power gain, inversely proportional } to the number of smitter strips present in the transistor
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Pig.7 ist ein Diagramm der Temperatur T. des aktiven G&iets (gemessen am Emitter-Basis-Übergang) über der Umgebungstemperatur in Abhängigkeit von der Gleichstrom-Verlustleistung und lässt das verbesserte Leistungsvermögen eines nach der Erfindung ausgeführten typischen Transistors erkennen. Die Kurve 60 entspricht einem Leistungsvermögen von etwa 30 Watt Gleichstromleistung über einen Temperaturbereich von 20O0C über der Umgebungstemperatur ohne Versagen des Transistors. Wie in dem Diagramm gezeigt ist, ist dieses Verhalten demjenigen von verschiedenen sonst vergleichbaren, herkömmlichen unbelasteten Transistoren fberlegen, deren Betriebsgrenzen (die durch Instabilität und die Bildung heisser Stellen gegeben sind) in den angegebenen Bereich A fallen. Ferner ist dieses Verhalten auch demjenigen von sonst vergleichbaren Transistoren überlegen, die jeweils metallische Aluminiumwiderstände in Serie mit einer Emittergruppe haben. Als Beispiel sind 0,5 Ohm-Widerstände in Serie mit 10 Emitterkontaktfingern angegeben, wobei die maximale Verlustleistung an den Grenzen des Betriebsbereichs B etwa 10 Watt entspricht. Pig.7 is a graph of temperature T. of the active G & ets (measured at the emitter-base junction) over the ambient temperature as a function of the DC power loss and shows the improved performance of a typical transistor designed according to the invention. Curve 60 corresponds to a capacity of approximately 30 watts direct current power over a temperature range of 20O 0 C above the ambient temperature without failure of the transistor. As shown in the diagram, this behavior is superior to that of various otherwise comparable, conventional unloaded transistors f, the operating limits of which (which are given by instability and the formation of hot spots) fall within the specified range A. Furthermore, this behavior is also superior to that of otherwise comparable transistors, which each have metallic aluminum resistors in series with an emitter group. As an example, 0.5 ohm resistors in series with 10 emitter contact fingers are given, with the maximum power loss at the limits of operating range B being approximately 10 watts.
In Fig.8, 9 und 10 ist die LeistungsverStärkung von typischen kammartigen Transistoren nach der Erfindung dargestellt. Fig.8 ist ein Diagramm der Ausgangsleistung als Funktion der Eingangsleistung und zeigt die Streuung einer Fertigungsmenge von 25 Transistoren, die bei etwa 4-00 MHz mit VCE= 28 Volt betrieben wurden. Fig.9 ist ein Diagramm der Ausgangsleistung als Funktion der Eingangsleistung und zeigt die Streuung einer Fertigungsmenge von 10 Transistoren, die bei etwa 175 MHz mit VCE=28 Volt betrieben wurden. Schliesslich zeigt Fig.10 die Streuung einer Fertigungsmenge von 12 Transistoren, die bei der gleichen Frequenz mit VCE=13 Volt betrieben worden sind. In Fig.9 zeigt die gestrichelte Linie 61 die Eingangsund Ausgangsleistungen, bei denen herkömmliche unbelasteteIn Fig. 8, 9 and 10, the power gain of typical comb-like transistors according to the invention is shown. Fig. 8 is a diagram of the output power as a function of the input power and shows the dispersion of a production quantity of 25 transistors which were operated at approximately 4-00 MHz with V CE = 28 volts. 9 is a diagram of the output power as a function of the input power and shows the dispersion of a production quantity of 10 transistors which were operated at approximately 175 MHz with V CE = 28 volts. Finally, FIG. 10 shows the scatter of a production quantity of 12 transistors which were operated at the same frequency with V CE = 13 volts. I n Figure 9 shows the dashed line 61, the input and output powers, in which conventional unloaded
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
Transistoren infolge thermischer Instabilität vollkommen zusammenbrachen. In Fig.8, 9 und 10 ist zu erkennen, &ss die ^ieils besten und schlechtesten Fälle der nach der Erfindung ausgeführten Transistorgruppen aussercrüentlich nahe beieinander liegen, so dass nicht nur das augezeichnete Verhalten dieser Transistoren erkennbar ist, sondern auch die infolge der Erfindung mögliche zuverlässige Herstellung.Transistors completely collapsed due to thermal instability. In FIGS. 8, 9 and 10 it can be seen that & ss the ^ ieils best and worst cases after the Invention executed transistor groups exceptionally are close together, so that not only the excellent behavior of these transistors can be seen, but also the reliable manufacture possible as a result of the invention.
Die verbesserten Verlustleisbungseigenschaften der erfindungsgemässen Transistoren zeigen an, dass ein grösserer Grad an Fehlanpassung unter.Betriebsbedingungen ohne Nachteil zugelassen werden kann.The improved power loss properties of the inventive Transistors indicate that a greater degree of mismatch under operating conditions without detriment can be admitted.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Fig.11 bis 14 dargestellt.A further u sführungsbeispiele the invention are shown in Figure 11 to the fourteenth
Fig.11 zeigt einen Transistor mit einer Basiszone, in die zwei im Abstand voneinander liegende Emitterrücken 14 eingelassen sind, von denen jeder Emitterfinger 15a, b, c, aufweist, die in der Querrichtung davon abstehen, wobei die Emitterrücken parallel zueinander verlaufen und-mit der Rückseite einander fzugewandt sind. Die Bildung der Emitterkontaktfinger 21, der Unstetigkeiten 22a* b, c und der Emitterstege 23a, b, c erfolgt J.n jedem Fall in gleicher Weise wie in Verbindung ait Fig.1 bis 3 beschrieben worden ist. Jedoch ist den beiden Gruppen τοη Emitterkontaktfingern 21 ein gemeinsamer Emitterkontaktrückeη 25 zugeordnete11 shows a transistor with a base zone into which two spaced apart emitter ridges 14 are embedded, each of which has emitter fingers 15a, b, c, which protrude in the transverse direction therefrom, the emitter ridges running parallel to one another and with the back face each other f . The formation of the emitter contact fingers 21, the discontinuities 22a * b, c and the emitter webs 23a, b, c takes place in each case in the same way as has been described in connection with FIGS. However, a common emitter contact back 25 is assigned to the two groups τοη emitter contact fingers 21
In Fig.12 ist eine andere Ausführung der Anordnung von Fig.1 bis 3 dargestellt, die sich für die Verwendung in Transistoren eignet, die für einen !»iederfrequenzbetrieb bestimmt sind. Bei Uiederfrequenztransistoren kann der Bahnwiderstand der Emitterzone, der erfindungsgemäss sur Bildung der Emitterballastwiderstände verwendet wird, verhältaismässig niedrig sein, und zur Einhaltung der Toleranzgrenzen wird die Breite der Gebiete 22 der Emitterstreifea 15 gegenüberIn Fig.12 is another embodiment of the arrangement of Fig.1 through 3, which are suitable for use in transistors which are intended for low-frequency operation. In the case of low-frequency transistors, the rail resistance the emitter zone, which according to the invention sur formation of the Emitter ballast resistors are used, proportionally will be low, and to adhere to the tolerance limits the width of the areas 22 of the emitter strip a 15 opposite
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der Breite des-Restes der Emitterstreifen verringert, damit der erforderliche Widerstandswert erhalten wird.the width of the rest of the emitter stripes decreased so the required resistance value is obtained.
Bei Transistoren, die für einen Betrieb an der heute erreichbaren oberen Grenze . des Hochfrequenzbereichs bestimmt sind, hat die Emitterzone einen hohen Bahnwiderstand, und zur Einhaltung der Toleranzgrenzen kann die Breite der Gebiete 22 gegenüber der Breite des Restes der Emitterstreifen vergrössert werden, damit der gewünschte Widerstandswert erhalten wird,.wie in Pig.13 gezeigt ist.In the case of transistors, which are required to operate at the upper limit that is achievable today. of the high frequency range are determined, the emitter zone has a high sheet resistance, and to comply with the tolerance limits, the width of the areas 22 compared to the width of the rest the emitter strips are enlarged so that the desired resistance value is obtained, as in Pig.13 is shown.
Abgesehen von den beschriebenen Änderungen ist die Struktur der Ausführungsformen von Fig.12 und 13 die gleiche wie bei der Ausführungsform von Fig.1 bis 3, und deshalb sind die gleichen Bezugszeichen verwendet worden, so weit sie zutreffen.Except for the changes described, the structure of the embodiments of Figs. 12 and 13 is the same as that in the embodiment of Figures 1 to 3, and therefore the same reference numerals have been used so far hold true.
Bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung besteht die Emitterzone des Transistors aus im Abstand voneinander liegenden Fingern, die zur Bildung einer kammartigen Struktur von einem Emitterrücken abstehen. Es ist aber zu bemerken, dass auch andere geometrische Formen, z.B. eine rippenartige oder sternförmige Struktur, verwendet werden können. Ferner ist es für die Erfindung nicht unbedingt notwendig, dass ein Emitterrücken oder ei η sonstiger gemeinsamer Abschnitt verwendet wird, sondern es sind auch Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen diskrete, im Abstand voneinander liegende Emitterzonen verwendet werden. Eine derartige Ausführungsform ist in Fig.14 gezeigt, beiwslcher die seitlich im Abstand nebeneinanderliegenäen Emitterfinger 15a, b, c, in der Nähe ihres einen Endes durch q.uer verlaufende Emitterstege 23a, b, c miteinander verbunden sind. An diesem Ende der Emitterstreifen erstreckt sich eine längliche, metallische Kontaktfläche 27 im Abstand von denIn all the embodiments of the invention described above, the emitter zone of the transistor consists of fingers that are at a distance from one another and protrude from an emitter back to form a comb-like structure. It should be noted, however, that other geometric shapes, e.g. a rib-like or star-shaped structure, are also used can be. Furthermore, it is not absolutely necessary for the invention that an emitter back or some other common Section is used, but embodiments of the invention are also possible in which discrete, spaced emitter zones are used. Such an embodiment is shown in Fig. 14, some that are laterally spaced apart Emitter fingers 15a, b, c, connected to one another in the vicinity of one of their ends by emitter webs 23a, b, c running across are. At this end of the emitter strips an elongated, metallic contact surface 27 extends at a distance from the
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Emitterstegen 23a, b, c paiaLlel zu diesen über die Emitterfinger, wobei sie mit jedem dieser Pinger einen ohmschen Kontakt durch, öffnungen 28 in der Oxidschicht bildet. Die Kontaktfläche kann wahlweise auch auf der Oxidscnicht über der Kollektorzone liegen, wobei Metallfinger von der Kontaktfläche abstehen und sich über die Oxidsstufe am Basis-Kollektor-Übergang erstrecken, um einen Kontakt mit den Emitterfingern durch die Öffnungen 28 herzustellen. Die Emitterstreifen 15a, b, c haben jeweils Kontaktfinger 21a, b, c, die neben den Emitterstegen 23a, b, c enden, so dass, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Bahnwiderstand der Emitterzonen an den Unstetigkeiten 22a, b, c, Widerstände bildet, die in Serie zwischen jeden Emitterkontaktfinger und die Kontaktfläche eingefügt sind. In jeder anderen Hinsicht bleibt die Struktur der Ausführungsform von Fig.14 unverändert gegenüber der in l§rbindung mit Fig.i bis 3 beschriebenen Struktur.Emitter webs 23a, b, c parallel to these via the emitter fingers, with each of these pingers forming an ohmic contact through openings 28 in the oxide layer. The contact surface may optionally also lie on the oxide not over the collector zone, with metal fingers protruding from the contact surface and extending over the oxide step at the base-collector junction to make contact with the emitter fingers through the openings 28. The emitter strips 15a, b, c each have contact fingers 21a, b, c, which end next to the emitter webs 23a, b, c, so that, as in the previously described embodiments, the sheet resistance of the emitter zones at the discontinuities 22a, b, c, resistances forms, which are inserted in series between each emitter contact fingers and the K o ntaktfläche. In all other respects, the structure of the embodiment of FIG. 14 remains unchanged from the structure described in connection with FIGS. 1 to 3.
Die Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können sowohl bei der Herstellung diskreter Schaltungselemente als auch bei Transistoren verwendet werden, die Schaltungselemente in monolithischen oder hybriden integrierten Schaltungen bilden.The features of the embodiment of the invention described above can be used both in the manufacture of more discrete Circuit elements as well as transistors are used, the circuit elements in monolithic or form hybrid integrated circuits.
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