DE2165274A1 - Hochfrequenztransistor und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Hochfrequenztransistor und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
- Publication number
- DE2165274A1 DE2165274A1 DE19712165274 DE2165274A DE2165274A1 DE 2165274 A1 DE2165274 A1 DE 2165274A1 DE 19712165274 DE19712165274 DE 19712165274 DE 2165274 A DE2165274 A DE 2165274A DE 2165274 A1 DE2165274 A1 DE 2165274A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- emitter
- grid
- base
- conductivity type
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 33
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 23
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910021339 platinum silicide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N $l^{3}-silane;platinum Chemical compound [SiH3].[Pt] ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XWROUVVQGRRRMF-UHFFFAOYSA-N F.O[N+]([O-])=O Chemical compound F.O[N+]([O-])=O XWROUVVQGRRRMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 1
- -1 platinum silicide compound Chemical class 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
- H01L23/4824—Pads with extended contours, e.g. grid structure, branch structure, finger structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66234—Bipolar junction transistors [BJT]
- H01L29/66272—Silicon vertical transistors
- H01L29/66295—Silicon vertical transistors with main current going through the whole silicon substrate, e.g. power bipolar transistor
- H01L29/66303—Silicon vertical transistors with main current going through the whole silicon substrate, e.g. power bipolar transistor with multi-emitter, e.g. interdigitated, multi-cellular or distributed emitter
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/04042—Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1203—Rectifying Diode
- H01L2924/12036—PN diode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
Dipl.-Ing. H. Sauerland · Dr.-Ing. R. König · Dipl.-Ing. K. Bergen
Patentanwälte · 4ooo Düsseldorf · Cecilienallee 76 . Telefon
Unsere Akte: 27 146 2165274 28O Dezember 1971
RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza,
New York, N0Y. 10020 (V.St.A.)
"Hochfrequenztransistor und Verfahren zu dessen
Die Erfindung bezieht sich auf Halbleiter-Bauteile und insbesondere
auf Leistungstransistoren, die im UHF— und Mikrowellen-Bereich
betrieben werden«,
Die Entwicklung der sogenannten "Overlay"-(Überzugs-)Transistoren
erwies sich als bedeutender Fortschritt in den Leistungs- und Frequenzeigenschaften von HF-Transistoren,
Bei einem "Overlay"-Transistor besteht der Emitter aus mehreren getrennten Emitterabschnitten, die von der Oberseite
der Halbleitereinheit in das Basisgebiet hineinreichenβ Der
Basisstrom verteilt sich gleichmäßig um die Emitterabschnitte
aufgrund eines eindiffundierten, hochleitenden Gitters im Basisgebiet, das jeden der Emitterabschnitte umgibt.
Es wurde bereits vorgeschlagen, das leitende Gitter im Basisgebiet
eines "Overlay"-Transistors durch ein leitendes Metallgitter zu ersetzen, das auf der Oberfläche des Basisgebietes
angeordnet ist. Die zu diesem Zweck bisher benutzten Metalle haben jedoch verschiedene Nachteile, von denen
der wesentlichste in deren schlechten Temperatureigenschaften besteht«, Da diese Metalle bei Temperaturen schmelzen,
die wesentlich unter der Temperatur liegen, bei der die Emitterabschnitte in das Basisgebiet eindiffundiert werden,·
203342/1010
können die leitenden Gitter aus diesen Metallen erst nach dem lilindiffundieren des Emitters niedergeschlagen werdeno
Aus diesem Grunde können die Emitter-Anschlußöffnungen erst nach dem Niederschlagen des Gitters geöffnet werden,,
Da bei UHF- und Mikrowellen-Transistoren sehr schmale Emitterabschnitte, in der Größenordnung von 1,0 Mikron Breite,
verwendet werden, erhöht diese Einschränkung wesentlich die Wahrscheinlichkeit, daß einer der Emitter-Basis-Übergänge
freigelegt und kurzgeschlossen wird, wenn die Emitter-Anschlußöffnungen in einem nachfolgenden Schritt geöffnet
| werden.
Die Erfindung macht von einem Halbleiterbauteil mit einem Halbleiterkörper Gebrauch, in welchem ein Kollektorgebiet
eines ersten Leitungstyps ausgebildet ist, wobei eine bis zu einer Oberfläche des Halbleiterkörpers reichende Basiszone
über einen Basis-Kollektor PN-Übergang an das Kollektorgebiet angrenzt. Das Halbleiterbauteil weist außerdem
mehrere einzelne Emitterabschnitte des ersten Leitungstyps auf, die von der Oberfläche des Halbleiterkörpers aus in
die Basiszone eindringen und mit dieser jeweils einen Emitter-Basis PN-Übergang bilden. Erfindungsgemäß steht ein leitendes
Gitter aus einer intermetallischen Hochtemperatur- W Verbindung eines Halbleiters mit der Basiszone an der Oberfläche
in Verbindung und ist derart angeordnet, daß es jedes der Emitterabschnitte umgibt„
Die Erfindung ist außerdem auf ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gerichtet, wobei ein Halbleiterkörper
mit über einen PN-Übergang aneinander angrenzenden Gebieten eines ersten und eines zweiten Leitungstyps gebildet
wird β Danach wird ein Leitungsgitter, das den nachfolgend wirksamen Verfahrenstemperaturen standhalten kann, auf
einem ersten Teil des Gebiets des zweiten Leitungstyps ausgebildete Sodann wird ein Abschnitt des ersten Leitungstyps
in einen zweiten Teil des Gebiets des zweiten Leitungstyps
209842/101Ö
mit Abstand vom Gitter eindiffundiertβ
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellte Es zeigen:
0 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Transistor,
teilweise gebrochen;
β 2 eine vergrößerte Querschnittansicht eines Teils des
in Fig. 1 dargestellten Transistors entsprechend der Linie 2-2;
Fig,3a bis 3f perspektivische Darstellungen der maßgeblichen
Fabrikationsschritte bei der Herstellung des Transistors
nach Fig,, 1 und 2; und
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungs«
form des Transistorse
Im folgenden wird der vorgeschlagene HF—Transistor unter Bezugnahme
auf die Figuren 1 und 2 beschrieben«.
Der mit 10 bezeichnete Transistor wird in einem Halbleiterkörper 12 mit den einander gegenüberliegenden Oberflächen
14 bzw. 16 ausgebildete Die Abmessungen und die Zusammensetzung des Körpers 12 sind nicht kritisch«, So kann der Körper
12 beispielsweise eine Siliziumscheibe von 1,5 mm Länge, 0,76 mm Breite und zwischen 0,1 bis 0,2 mm Dicke auf weisenβ
Der Transistor 10 kann als NPN- oder PNP-Bauelement ausgebildet sein; nachfolgend wird ein NPN-Bauelement unter Bezugnahme
auf die Fig«, 1 und 2 beschriebene
Der Transistor 10 hat ein Kollektorgebiet eines ersten Leitungstyps
(in diesem Falle N—leitend) im Halbleiterkörper 12«, Vorzugsweise umfaßt das Kollektorgebiet eine hochleitende
(N+) Unterlage 18 und eine der Unterlage 18 benachbarte Zone 20 geringerer Leitfähigkeit (N)„
209842/1010
£165274
Der Transistor weist ferner ein Basisgebiet 22 eines zweiten Leitfähigkeitstyps (P-leitend) auf, das von der Oberfläche
14 aus in das Kollektorgebiet 20 hineinreicht und von dem Kollektorgebiet durch einen Basis-Kollektor PN-Übergang 24
(in Fig« 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet) getrennt ist«, Mehrere einzelne Emitterabschnitte 26 des ersten
Leitfähigkeitstyps (N-leitend) erstrecken sich von der Oberfläche 14 aus in die Basiszone 22, wobei ein Emitter-Basis
PN-Übergang zwischen jedem Emitterabschnitt 26 und der Basiszone 22 (ebenfalls in gestrichelten Linien dargestellt)
P ausgebildet ist« Die Form und Abmessungen jedes Emitterabschnitts
26 können unterschiedlich sein. Bekanntlich hängen jedoch die Frequenz- und Leistungsübertragungseigenschaften
von HF-Transistoren zum wesentlichen Teil von der Optimierung des Verhältnisses des Gesamtumfangs aller Emitterab—
schnitte 26 zur Fläche der Basiszone 22 ab„ Bevorzugt werden
daher in der in Fige 1 dargestellten Weise Emitterabschnit—
te verwendet, welche relativ lang und dünn ausgeführt sinde
So kann jeder Emitterabschnitt 26 beispielsweise eine Länge von 75 Mikron bei einer Breite von 1 Mikron haben. Dünnere
Emitterabschnitte sind zwar erwünscht, mit den derzeitigen Photolithographie—Techniken jedoch nicht erzielbarβ
Der Transistor 10 weist ferner einen ersten Isolierüberzug 30, z.B. aus Siliziumdioxid auf der Oberseite 14 aufo Der
Überzug 30 hat einen Verbindungsschlitz 32, welcher jeden der Emitterabschnitte 26 umgibt und einen Teil der Basiszone
22 an der Oberseite 14 freilegt» Eine leitende Schicht aus einer intermetallischen Hochtemperaturverbindung des Halbleiters
ist nur im Schlitz 32 angeordnet, berührt die Basiszone 22 und bildet ein leitendes Gitter 34, welches jeden
der Emitterabschnitte 26 umgibt. Ein integraler Teil 44 des Gitters 34 erstreckt sich unterhalb der Oberfläche 14 in
die Basiszone 22„ Basisanschlußstreifen 37 (Fige 1) sind
auf der Oberseite eines Teils des Gitters 34 angeordnet und
20S842/1010
zwischen den Emitter-Anschlußstreifen 40 und 41 eingesetzt,
welche in Fig. 1 gezeigt sind und nachfolgend beschrieben werden. Eine Basis-Verbindungslasche 35, die auf dem oberhalb
des .Kollektorgebiets 20 liegenden Teil des Isolierüberzugs 30 angeordnet istj verbindet alle Basis-Anschlußstreifen
37.
Der in Verbindung mit dem Gitter 34 verwendete Ausdruck
"intermetallische Hochtemperaturverbindung des Halbleiters" soll eine intermetallische Verbindung des Halbleiters kennzeichnen,
deren Schmelztemperatur oberhalb der nach dem Niederschlagen des Gitters angewandten Verfahrenstemperaturen
liegt. In der Regel übersteigen diese Temperaturen 9500C
nicht. Vorzugsweise besteht der Halbleiterkörper 12 aus Silizium, und die intermetallische Hochtemperaturverbindung
des Siliziums ist aus der aus Platin-Silizid oder Rhodium-Silizid
bestehenden Gruppe ausgewählt. Diese Verbindungen haben Schmelztemperaturen von etwa 9800C bzw* 14000C0 Ein
Platinsilizid-Gitter 34 wird bevorzugt verwendet«, Die Abmessungen
des Gitters 34 sind unkritischj so kann das Gitter etwa 1,0 bis 5,0 Mikron breit und 0,1 bis 1,0 Mikron dick
sein und von jedem Emitterabschnitt 26 in einem einheitlichen Abstand von 1,0 bis 5,0 Mikron entfernt angeordnet
sein.
Eine zweite Isolierschicht 36 überzieht das leitende Gitter
34, um eine Isolierung für die überkreuzenden Emitter-Anschlußstreifen zu bilden. Die ersten und zweiten Isolierüberzüge
30 und 36 weisen Emitter-Anschlußöffnungen 38 aufβ
Jede der Emitter-Anschlußöffnungen 38 legt einen Teil eines der Emitterabschnitte 26 an der Oberfläche 14 frei; die Emitter-Anschlußstreifen,
die auf dem zweiten Isolierüberzug 36 angeordnet sind, greifen in die Emitter-Anschlußöffnungen
ein. Sie bestehen aus einer polykristallinen Halbleiterschicht 40, z.B. aus Silizium, und einer auf letzterer aufliegenden
Metallschicht 41· Zu dem Emitteranschluß gehört
209842/1010
ferner eine Emitter-Verbindungslasche (nicht gezeigt), welche
auf dem über dem Kollektorgebiet 20 liegenden Teil der Isolierüberzüge 30 und 36 angeordnet ist und alle metallischen
Emitter-Anschlußstreifen 41 miteinander verbindet. Vervollständigt wird der Transistor durch einen an der Unterseite 14 angeordneten Kollektoranschluß 46β
Die Herstellung des Transistors 10 wird im folgenden anhand der Figo 3a bis 3f beschrieben. Das Ausgangsmaterial ist
eine relativ große Siliziumscheibe, aus welcher mehrere Bauteile hergestellt werden« Zur Vereinfachung der Beschreibung
wird im folgenden jedoch nur die Herstellung eines einzigen Transistors beschrieben; daher ist nur ein Teil
der Scheibe in den Fig«, 3a bis 3f gezeigt«, Die in Fig. 3a
gezeigte Scheibe ist hochleitend (N+) und dient als Kollektorunterlage 18 für den Transistor 10. Eine epitaktische
Schicht aus Silizium wird auf der Unterlage bzw* dem Substrat 18 mit Hilfe bekannter Methoden niedergeschlagen; diese
Schicht dient als Kollektorgebiet 20 „
Nach dem epitaktischen Abscheiden wird ein Isolierüberzug 30 aus Siliziumdioxid auf der Oberseite 14 des Kollektorgebiets
20, ΖβΒ«, durch thermische Oxydation der epitaktischen
P Siliziumschicht aufgebrachte Wie in Fig, 3b gezeigt ist,
wird der Überzug 30 mit einer geeigneten Maskier- und Photoresist-Ätzfolge behandelt, um den Überzug 30 in demjenigen
Bereich der Oberseite 14 zu entfernen, welcher als Basiszone 22 vorgesehen ist. Die Scheibe wird sodann in
einen Diffusionsofen gelegt und mit einer Quelle eines P-leitenden Dotierstoffs, zeB. Bornitrid, wärmebehandelt,
um die Basiszone 22 in das Kollektorgebiet 20 (Fig. 3c) einzudiffundieren.
Nach dem Eindiffundieren der Basiszone bleibt eine dünne Schicht aus Borglas auf den restlichen Teilen des ursprünglichen
Siliziumdioxidüberzugs 30 und demjenigen Gebiet der
209842/1010
Oberfläche 14, wo die Basiszone 22 in das Kollektorgebiet
20 eindiffundiert worden ist, stehen0 Im weiteren Verlauf
des Herstellungsverfahrens wird dieser Glasüberzug als Teil des Isolierüberzugs 30 behandelte Gemäß Pig0 3d wird der
Isolierüberzug 30 sodann mit einer herkömmlichen Photoresist-Ätzfolge behandelt, um den Basisschlitz 32 zu öffnen und
die Basiszone 22 an der Oberfläche 14 im Bereich desjenigen Gebiets freizulegen, das den Kontaktbereich für das leitende Gitter 34 bilden soll.
Danach wird eine Schicht aus einer intermetallischen Verbindung von Silizium, Z0B0 aus Platinsilizid in der im folgenden
beschriebenen Weise im Basisschlitz 32 ausgebildete Eine Schicht aus Platin von 1000 bis 2000 & Dicke wird, z.Be
durch Zerstäuben, auf dem Isolierüberzug 30 im Schlitz 32 niedergeschlagene Diese Platinschicht wird durch Erwärmen
des Körpers 12 auf eine Temperatur zwischen 400 und 9000C
in einem Inertgas (z,B, Argon) gesintert. Während dieses
Wärmeschritts wird eine Platinsilizid-Verbindung allein im Schlitz 32 gebildet, die sich bis zu einer geringen Tiefe
in die Basiszone 22 hineinerstreckt (angedeutet durch den unterhalb der Oberfläche in Fig„ 3e dargestellten Teil 44
des Gitters 34), Das übrige Platin wird sodann durch Behandlung mit einem geeigneten Ätzmittel, zeBo einer Königswasserlösung,
entfernt, worauf das Platinsilizidgitter 34 allein im Schlitz 32 (Figo 3e) stehen bleibt„
Wie in Fig., 3f gezeigt ist, wird ein zweiter Isolierüberzug
36 aus Siliziumdioxid über dem Isolierüberzug 30 und dem leitenden Gitter 34 mit Hilfe bekannter Methoden niedergeschlagen.
Das Eindiffundieren aller Emitterabschnitte 26 erfolgt danach durch Aufbringen von Photoresistmaterial auf
den zweiten Isolierüberzug 36, Maskieren der Scheibe mit einem die Emitter-Anschlußöffnungen 38 enthaltenden Muster.
Belichten des Photoresists und Behandeln der Scheibe mit einem Ätzmittel zum Entfernen der Bereiche der ersten und .:
209B42/1010
— ö —
zweiten Isolierüberzüge 30 und 36 in den Emitter—Anschluß—
öffnungen 38. Sodann wird die Scheibe erneut in einen Diffusionsofen eingesetzt und mit einem N-leitenden Dotierstoff,
z,B, Phosphoroxidchlorid wärmebehandelt, um einen Emitterabschnitt 26 durch jede Emitter-Anschlußöffnung 38
in die Basiszone 22 einzudiffundieren (Fig„ 3f)· Nach dem
Eindiffundieren der Emitterabschnitte 26 bleibt ein dünner Überzug aus Phosphorglas in jeder Emitter-Anschlußöffnung
38 und auf den nicht freigelegten Teilen der Isolierschicht 36 stehen«, Dieser Phosphorglasüberzug wird durch kurzes Eintauchen
der Scheibe in verdünnte, salpetersaure Flußsäure entfernt„
Vorzugsweise besteht der Emitter-Anschluß aus einem mehrlagigen
System, das oben beschrieben wurde und in Fige 2
dargestellt iste Daher wird als nächstes eine polycristalline
Siliziumschicht auf dem zweiten Isolierüberzug 36 und in den Emitter-Anschlußöffnungen 38 niedergeschlagen« Diese
Siliziumschicht wird sodann mit einer Photoresist—Ätzfolge zur Ausbildung der Emitterstreifen 40 aus polykristallinem
Silizium behandelt. Danach werden mit Hilfe einer weiteren Photoresist-Ätzfolge die Öffnungen für die Basisstreifen
im zweiten Isolierüberzug 36 hergestellt. Die unbelichteten
ψ Photoresistbereiche werden entfernt und eine Metallschicht,
ZeB0 aus Aluminium oder Wolfram durch die Basis-Anschlußöffnungen
auf die polykristalline Siliziumschicht und die restlichen Teile des zweiten Isolierüberzugs 36 aufgebracht.
Diese Metallschicht wird sodann zur Bildung der Emitter- und Basis-Anschlußstreifen 41 und 37 und der Emitter- und
Basis-Anschlußlaschen behandelt, worauf sich der in den Fig« 1 und 2 dargestellte Transistor 10 ergibt«
Eine alternative Ausführungsform des Transistors 10 ist in
Fig. 4 dargestellt. Diese Ausführungsform ist ähnlich dem Transistor 10 gemäß Fig. 1 ausgebildet, mit der Ausnahme,
daß alle EmitterrAbschnitte so lang gewählt sind, daß die
209842/1010
Emitterleitung direkt mit der Emitter-Anschlußschicht verbunden werden kann» Der in Fig0 4 dargestellte Transistor
50 weist ein Kollektorgebiet 52 und eine Basiszone 54 auf, welche sich in das Kollektorgebiet hinein erstreckt, wobei
zwischen beiden Gebieten ein Basis-Kollektor PN-Übergang gebildet ist. Mehrere getrennte, relativ lange und dünne
Emitterabschnitte 58 erstrecken sich in das Basisgebiet 54
mit je einem Emitter-Basis PN-Übergang 60 zwischen jedem Emitterabschnitt und dem Basisgebiet (der Basis—Kollektor-Übergang
56 und alle Emitter-Basis-Übergänge 60 sind in Figo-4 mit gestrichelten Linien angedeutet)«. Bei dieser
Ausführungsform ist es wesentlich, daß jeder Emitterabschnitt 58 wenigstens so lang wie die Breite einer Leitungsverbindung
ist, die nachfolgend beschrieben wird. Ein Platinsilizid-Gitter 62 ist auf dem Basisgebiet 54 angeordnet und umgibt
jeden Emitterabschnitt 58; dieses Gitter 62 erstreckt sich auch um ein kurzes Stück in das Basisgebiet 54, und zwar
in derselben Weise wie das Gitter 34 bei der Ausführungsform
gemäß den Fige 1 und Z0
Ein Isolierüberzug 64 ist über dem Platinsilizid-Gitter 62 angeordnet und hat in der Zeichnung nicht dargestellte
Emitter-Anschlußöffnungen, welche jeden Emitterabschnitt an der Oberfläche freilegen. Eine Emitter-Anschlußschicht
66 liegt über der Isolierschicht 64 und greift unter Kontaktgabe mit den Emitterabschnitten 58 in die Öffnungen ein.
Ein relativ dicker Draht ist direkt über den Emitterabschnitten 58 mit der Emitter-Anschlußschicht 66 verbunden und hat
eine Anschlußbreite (in Fig« 4 mit w bezeichnet) zwischen und 100 Mikron. Basis-Anschlußschichten 70 sind auf entgegengesetzten
Seiten des Transistors 50 angeordnet und stehen mit dem Platinsilizid-Gitter 62 in Verbindung«
Der vorgeschlagene Transistor bietet gegenüber bekannten HF—Bauelementen unter anderem die folgenden Vorteile.
209842/1010
Im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen "Overlay"-Bauteilen
erfordert der erfindungsgemäße Transistor keine großen Diffusionstiefen des leitenden Gitters in der Basiszone.
Dies ermöglicht, die Verwendung relativ dünner Kollektorge«
biete, wodurch sich eine Verbesserung der Frequenzeigenschaften unter Beibehaltung der gleichen Spannungs—Durchbruchs—
eigenschaft erzielen läßt«,
Außerdem ist das Gitter des Transistors stärker leitend als das eindiffundierte Gitter eines "Overlay"-Bauteilso Dadurch
kann die Länge der Emitterabschnitte im Transistor erhöht werden, Z0B0 um den Faktor zwei gegenüber den erreichbaren
Längen von Emitterabschnitten in einem "Overlay"-Bauteile
Die Möglichkeit der Verwendung längerer Emitterabschnitte erlaubt ferner eine direkte Verbindung der Emitterleitungen
über die Emitterabschnitte (Fig„ 4), wodurch die parasitäre
Emitter-Kollektor-Kapazität im Vergleich zu Bauteilen mit auf dem Kollektoroxid angeordneten Emitter-Verbindungslaschen
reduziert werden kanne Alternativ kann die Emitterlänge
bei verbesserter Gleichförmigkeit der Injektion in Längsrichtung des Emitters ungeändert bleiben, da die Leitfähigkeit
des Metallgitters größer ist«,
Außerdem diffundiert das leitende Gitter bei einem "Overlay"«
Bauteil seitlich und führt damit Beschränkungen hinsichtlich des Abstandes zwischen benachbarten Emitterabschnitten eine
Das leitende Gitter bei dem vorgeschlagenen Transistor besitzt demgegenüber diese Beschränkung nicht, sondern gestattet
einen engen Abstand zwischen den Emitterabsohnitten, wodurch sich ein hohes Emitterperipherie/Basis-Flächenverhältnis
ergibt; so können beispielsweise Verhältnisse von 8,0 erreicht werden.
Ein vierter Vorteil besteht darin, daß das leitende Gitter des Transistors 10 hohen Arbeitstemperaturen nach de%R Aufbringen des Gitters standhalten kann, so daß gs, vor dem
209842/1010
Eindiffundieren des Emitters gebildet werden kann«, Schließ
lieh wird das intermetallische Gitter nur im Gitterschlitz
ausgebildet, wodurch sich die Zahl der Herstellungsschrit« te verringert«,
2098 4 2/1010
Claims (1)
- RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, N0Y. 10020 (V0St0A0)Patentansprüche;71„yHalbleiterbauteil mit einem Halbleiterkörper, in welchem ein Kollektorgebiet eines ersten Leitungstyps ausgebildet ist, mit einer dem Kollektorgebiet benachbarten, bis zu einer Oberfläche des Halbleiterkörpers reichenden Basiszone eines zweiten Leitungstyps, wobei zwischen Basis und Kollektor ein PN-Übergang gebildet ist, und mit mehreren, von der Oberfläche des Halbleiterkörpers aus in die Basis« zone eindringenden Emitterabschnitten des ersten Leitungstyps, wobei jeder der Emitterabschnitte mit der Basiszone einen Emitter—Basis PN-Übergang bildet, dadurch gekennzeichnet , daß ein Leitungsgitter (34; 62) aus einer intermetallischen Hochtemperatur-Verbindung eines Halbleiters an der Oberfläche (14) des Halbleiterkörpers (12) mit der Basiszone (22; 54) in Kontakt steht und derart angeordnet ist, daß es jedes der Emitterabschnitte (26; 58) umgibt, wobei das Leitungsgitter einen Schmelz— punkt von mehr als 95O0C hato2ο Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche (14) des Halbleiterkörpers und das intermetallische Gitter (34; 62) mit einem Isolierüberzug (30; 64) versehen sind, in welchem mehrere, die emitterabschnitte (26; 58) freilegende Öffnungen (38) vorhanden sind, und daß eine den Isolierüberzug und das intermetallische Gitter überziehende Emitter-Anschlußschicht (40; 66) mit wenigstens zwei der Emitter-Abschnitte (16; 58) durch die Öffnungen (38) in Kontakt stehtβ209842/1010J5β Halbleiterbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Draht (68) direkt über den Emitterabschnitten (58) mit der Emitter-Anschlußschicht (66) verbunden ist.4β Halbleiterbauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (12) im wesentlichen aus Silizium besteht, und daß das intermetallische Gitter (34; 62) im wesentlichen aus einer intermetallischen Hochtemperatur« Verbindung von Silizium bestehtβ5β Halbleiterbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die intermetallische Hochtemperatur-Verbindung von Silizium aus einer aus Platinsilizid und Rhodiumsilizid bestehenden Gruppe gewählt ist«,6„ Halbleiterbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das intermetallische Hochtemperatur-Gitter im wesentlichen aus Platinsilizid besteht«7. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils, wobei ein Halbleiterkörper mit über einen PN-Übergang aneinander angrenzenden Gebieten eines ersten und eines zweiten Leitungstyps gebildet wird, dadurch gekennzeichnet , daß ein Leitungsgitter mit Hochtemperatureigensohaften, das der Temperatur eines nachfolgenden Diffusionssohrittes standhalten kann, an einem ersten Teil des Gebiets des zweiten Leitungstyps gebildet wird, und daß nachfolgend ein Gebiet des ersten Leitungstyps in einen zweiten Teil des Gebiets des zweiten Leitungstyps mit Abstand vom Gitter eindiffundiert wird.8. Verfahren nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet , daß der Halbleiterkörper und die Gebiete im wesentlichen aus Silizium bestehen, und daß die leitende203842/1010Schicht eine intermetallische Hochtemperatur-Verbindung
des Siliziums aufweist.9β Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet , daß die intermetallische HochtemperatuiWVerbindung des Siliziums im wesentlichen aus Platin« silizid bestehtο209842/1010Le e rs ei te
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13122971A | 1971-04-05 | 1971-04-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2165274A1 true DE2165274A1 (de) | 1972-10-12 |
Family
ID=22448510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712165274 Pending DE2165274A1 (de) | 1971-04-05 | 1971-12-29 | Hochfrequenztransistor und Verfahren zu dessen Herstellung |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
AR (1) | AR192233A1 (de) |
AU (1) | AU461334B2 (de) |
BE (1) | BE777627A (de) |
BR (1) | BR7108653D0 (de) |
CA (1) | CA934480A (de) |
DE (1) | DE2165274A1 (de) |
ES (1) | ES397884A1 (de) |
FR (1) | FR2131930B1 (de) |
GB (1) | GB1322141A (de) |
IT (1) | IT946279B (de) |
NL (1) | NL7200117A (de) |
SE (1) | SE377632B (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116759433A (zh) * | 2021-06-09 | 2023-09-15 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 半导体器件及其制造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3571913A (en) * | 1968-08-20 | 1971-03-23 | Hewlett Packard Co | Method of making ohmic contact to a shallow diffused transistor |
GB1262000A (en) * | 1968-11-22 | 1972-02-02 | Tokyo Shibaura Electric Co | A semiconductor device and a method for manufacturing the same |
-
1971
- 1971-12-08 AU AU36602/71A patent/AU461334B2/en not_active Expired
- 1971-12-08 FR FR7143997A patent/FR2131930B1/fr not_active Expired
- 1971-12-09 CA CA129820A patent/CA934480A/en not_active Expired
- 1971-12-11 ES ES397884A patent/ES397884A1/es not_active Expired
- 1971-12-29 DE DE19712165274 patent/DE2165274A1/de active Pending
- 1971-12-29 BR BR8653/71A patent/BR7108653D0/pt unknown
- 1971-12-31 BE BE777627A patent/BE777627A/xx unknown
-
1972
- 1972-01-03 IT IT19013/72A patent/IT946279B/it active
- 1972-01-03 GB GB4272A patent/GB1322141A/en not_active Expired
- 1972-01-04 AR AR239946A patent/AR192233A1/es active
- 1972-01-04 SE SE7200054A patent/SE377632B/xx unknown
- 1972-01-05 NL NL7200117A patent/NL7200117A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU3660271A (en) | 1973-06-14 |
BE777627A (fr) | 1972-04-17 |
FR2131930A1 (de) | 1972-11-17 |
GB1322141A (en) | 1973-07-04 |
AR192233A1 (es) | 1973-02-08 |
BR7108653D0 (pt) | 1973-05-15 |
NL7200117A (de) | 1972-10-09 |
SE377632B (de) | 1975-07-14 |
IT946279B (it) | 1973-05-21 |
FR2131930B1 (de) | 1977-06-03 |
CA934480A (en) | 1973-09-25 |
AU461334B2 (en) | 1975-05-22 |
ES397884A1 (es) | 1975-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2640525C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer MIS-Halbleiterschaltungsanordnung | |
DE2954501C2 (de) | ||
DE1903961C3 (de) | Integrierte Halbleiterschaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE4010618C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung | |
DE2732184A1 (de) | Halbleitervorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2101609A1 (de) | Kontaktanordnung für Halbleiterbauelemente | |
EP0005185B1 (de) | Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen von Schottky-Sperrschichtdioden und ohmschen Kontakten nach dotierten Halbleiterzonen | |
DE4445345A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Bipolartransistors | |
DE2019655C2 (de) | Verfahren zur Eindiffundierung eines den Leitungstyp verändernden Aktivators in einen Oberflächenbereich eines Halbleiterkörpers | |
EP0012220A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Schottky-Kontakts mit selbstjustierter Schutzringzone | |
DE3122437A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines mos-bauelements | |
DE2133184A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauteilen | |
DE1959895A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung | |
DE1810322C3 (de) | Bipolarer Transistor für hohe Ströme und hohe Stromverstärkung | |
DE2420239A1 (de) | Verfahren zur herstellung doppelt diffundierter lateraler transistoren | |
DE2615438A1 (de) | Verfahren zur herstellung von schaltungskomponenten integrierter schaltungen in einem siliziumsubstrat | |
DE2133976C3 (de) | Monolithisch integrierte Halbleiteranordnung | |
DE2128884A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauteilen | |
DE1489250A1 (de) | Halbleitereinrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE3133548C2 (de) | ||
EP1616355B1 (de) | Bipolartransistor und verfahren zur herstellung desselben | |
DE2111633A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Oberflaechen-Feldeffekt-Transistors | |
DE2501074A1 (de) | Transistoreinrichtung und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2535272A1 (de) | Festkoerperbauelement-herstellungsverfahren | |
DE2165274A1 (de) | Hochfrequenztransistor und Verfahren zu dessen Herstellung |