DE2410092A1 - Transistor with predeposited base and collector zones - has at least one zone of emitter zone conductivity forming blocking PN-junction with base zone - Google Patents

Transistor with predeposited base and collector zones - has at least one zone of emitter zone conductivity forming blocking PN-junction with base zone

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Abstract

The transistor is intended as a control element for protective circuits etc. Its base zone and collector zone are deposited in advance of its emitter zone. At least one semiconductor zone of the emitter zone conductivity is provided in the transistor body and the pn-junction between this semiconductor zone and the base zone has a blocking characteristic. Preferably this additional semiconductor zone is arranged laterally of the emitter zone and a potential may be applied to it for blocking the pn-junction with the base zone. The potential may be such as to effect functioning of the additional zone as a collector so that at least part of the emitter current flows across this additional zone.

Description

, "Halbleiteranordnung^' Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung, insbesondere Transistor, bei der der Emitterzone eine Basiszone und eine Kollektorzone vorgelagert sind. Die Erfindung besteht bei einer solchen Halbleiteranordnung darin, daß mindestens eine Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone vorgesehen ist und daß der pn-Übergang zwischen dieser Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone und der Basiszone in Sperrichtung geschaltet ist. , "Semiconductor arrangement ^ 'The invention relates to a semiconductor arrangement, in particular transistor, in which the emitter zone has a base zone and a collector zone are upstream. In the case of such a semiconductor arrangement, the invention consists in that at least one semiconductor zone of the conduction type of the emitter zone is provided and that the pn junction between this semiconductor zone is of the conduction type of the emitter zone and the base zone is switched in the reverse direction.

Die Halbleiter anordnung nach der Erfindung kann beispielsweise als Steuerelement für getrennte Stromkreise verwendet werden.The semiconductor arrangement according to the invention can, for example, as Control element can be used for separate circuits.

Solche Steuerelemente eignen sich beispielsweise zur Anwendung in Schutzschaltungen.Such controls are suitable for use in, for example Protection circuits.

Die Halbleiterzone vom Leitungstyp der. Emitterzone wird vorzugsweise seitlich von der Emitterzone angeordnet. Der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone wird von außen ein Potential zugeführt, welches den pn-Übergang zwischen der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitt-erzone und der Basiszone in Sperrichtung schaltet. Die Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone wird dann als Kollektor wirksam, so daß zumindest ein Teil des Emitterstromes über die Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone abfließt.The semiconductor zone of the conductivity type. Emitter zone is preferred arranged to the side of the emitter zone. Of the Semiconductor zone from The conduction type of the emitter zone is supplied with a potential from the outside, which the pn junction between the semiconductor zone of the conductivity type of the emitter zone and the Base zone switches in reverse direction. The semiconductor zone of the conductivity type of the emitter zone is then effective as a collector, so that at least part of the emitter current over the semiconductor zone of the conductivity type of the emitter zone flows off.

Der Abstand zwischen der Emitterzone und der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone wird vorzugsweise derart gewählt, daß das Verhältnis des von der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone abfließenden Stromes zum Basisstrom einen bestimmten Wert annimmt. Nach der Erfindung wird der Wert dieses Verhältnisses auch noch durch die Abmessungen der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone und durch die Störstellenkonzentration der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone und/oder der Basiszone beeinflußt.The distance between the emitter region and the conduction-type semiconductor region the emitter zone is preferably chosen such that the ratio of the Semiconductor zone of the conductivity type of the emitter zone of the flowing current to the base current assumes a certain value. According to the invention, the value of this ratio also by the dimensions of the semiconductor zone of the conductivity type of the emitter zone and by the impurity concentration of the semiconductor region of the conductivity type of the emitter region and / or the base zone.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden der Abstand zwischen der Emitterzone und der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone und/oder die Abmessungen der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone und/oder die Störstellenkonzentration der Halbleiterzone vom Leitungstyp der,Emitterzone und/oder der Basiszone derart gewählt, daß die Stromaufteilung zwischen dem Emitterstrom-, der zum Kollektor fließt, und dem Emitterstrom, der zur Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone fließt, ein bestimmtes Verhältnis annimmt.According to one embodiment of the invention, the distance between the emitter zone and the semiconductor zone of the conduction type of the emitter zone and / or the dimensions of the semiconductor zone of the conduction type of the emitter zone and / or the Impurity concentration of the conduction-type semiconductor zone the, emitter zone and / or the base zone selected in such a way that the current distribution between the emitter current, that flows to the collector, and the emitter current that flows to the conduction-type semiconductor region the emitter zone flows, assumes a certain ratio.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment explained.

Die-Figur 1 zeigt einen Transistor nach der Erfindung in Perspektive. Die Figur 2 zeigt den Transistor der Figur 1 im Schnitt.Figure 1 shows a transistor according to the invention in perspective. FIG. 2 shows the transistor of FIG. 1 in section.

Der Transistor der Figuren 1 und 2 besteht aus einem Halbleiterkörper 1 vom Leitungstyp der Kollektorzone, in den die Basiszone 2 und die Emitterzone 3 eingebracht sind. Die Basiszone 2 und die Kollektorzone 1 sind der Emitterzone 3 vorgelagert. Die Basiszone 2 und die Emitterzone 3 werden beispielsweise mit Hilfe der Planartechnik hergestellt, indem auf die Halbleiteroberfläche eine diffusionshemmende Isolierschicht 4 aufgebracht und die Basiszone 2 und die Emitterzone 3 durch Öffnungen in dieser Isolierschicht in den Halbleiterkörper eindiffundiert werden. Die Isolierschicht 4 besteht beispielsweise aus Siliziumdioxid oder aus Siliziumnitrid.The transistor of Figures 1 and 2 consists of a semiconductor body 1 of the conductivity type of the collector zone, in which the base zone 2 and the emitter zone 3 are introduced. The base zone 2 and the collector zone 1 are the emitter zone 3 upstream. The base zone 2 and the emitter zone 3 are for example with the help The planar technology produced by applying a diffusion-inhibiting to the semiconductor surface Insulating layer 4 applied and the base zone 2 and the emitter zone 3 through openings be diffused into the semiconductor body in this insulating layer. The insulating layer 4 consists for example of silicon dioxide or silicon nitride.

Wie die Figuren 1 und 2 weiter zeigen, ist seitlich von der Emitterzone 3 noch eine weitere Halbleiterzone 5 angeordnet, die den gleichen Leitungstyp wie die Emitterzone hat. Die Halbleiterzone 5 wird gemäß der Figur 2 ebenso wie die Basiszone und die Emitterzone von außen kontaktiert und ihr ein bestimmtes Potential zugeführt. Werden die Basiszone 2, die Emitterzone 3 und die Halbleiterzone 5 vom Leitungstyp der Emitterzone mit Hilfe der Planartechnik durch Diffusion hergestellt, so erfolgt die Kontaktierung dieser Halbleiterzonen gemäß der Figur 2 durch die Kontaktierungsöffnungen 6,7 und 8, indem in der Figur 2 nicht dargestellte Elektroden in diesen Öffnungen auf die freigelegte Halbleiteroberfläche aufgebracht werden. An die Halbleiterzone 5 vom Leitungstyp der Emitterzone wird ein solches Potential gelegt, daß der pn-Übergang 9 zwischen der Basiszone 2 und der Halbleiterzone 5 vom Leitungstyp der Emitterzone in Sperrichtung geschaltet ist und die Halbleiterzone 5 ebenso wie die eigentliche Kollektorzone 1 als Kollektor wirkt. Ist dies der Fall, so fließt ein Teil des Emitterstromes über die Halbleiterzone 5 ab. Dieser Emitterstrom kann beispielsweise zur Herstellung eines Spannungsabfalls an einem Widerstand benutzt werden. Dieser Spannungsabfall ist ein Maß für die Belastung bzw. Überbelastung des Transistors. Ist der Transistor Teil einer integrierten Schaltung und übersteigt der Spannungsabfall, der durch den über die Halbleiterzone 5 abfließenden Strom erzeugt wird, einen bestimmten Wert, so kann dieser Spannungsabfall zum Abschalten des Transistors bzw. der integrierten Schaltung bei Uberlastung benutzt werden.As FIGS. 1 and 2 further show, is to the side of the emitter zone 3 still another semiconductor zone 5 arranged, which has the same conductivity type as has the emitter zone. The semiconductor zone 5 is as shown in FIG Base zone and the emitter zone contacted from the outside and you have a certain potential fed. If the base zone 2, the emitter zone 3 and the semiconductor zone 5 from Conduction type of the emitter zone produced with the help of planar technology by diffusion, so the contacting of these semiconductor zones takes place according to the figure 2 by the Contact openings 6, 7 and 8 by electrodes not shown in FIG are applied in these openings on the exposed semiconductor surface. Such a potential is applied to the semiconductor zone 5 of the conduction type of the emitter zone placed that the pn junction 9 between the base zone 2 and the semiconductor zone 5 of the conduction type of the emitter zone is switched in the reverse direction and the semiconductor zone 5 as well as the actual collector zone 1 acts as a collector. Is that the case, part of the emitter current thus flows off via the semiconductor zone 5. This emitter current can be used, for example, to produce a voltage drop across a resistor will. This voltage drop is a measure of the load or overload of the transistor. If the transistor is part of an integrated circuit and if the voltage drop that flows off through the semiconductor zone 5 exceeds Electricity is generated, a certain value, this voltage drop can turn off of the transistor or the integrated circuit can be used in the event of overload.

Durch die Halbleiterzone 5 vom Leitungstyp der Emitterzone kann auch das Verhältnis des von der Halbleiterzone 5 abfließenden Stromes zum Basisstrom beeinflußt werden.The semiconductor zone 5 of the conduction type of the emitter zone can also the ratio of the current flowing off from the semiconductor zone 5 to the base current to be influenced.

Die Beeinflussung dieses Verhältnisses erfolgt durch den Abstand zwischen der Emitterzone und der Halbleiterzone 5 vom Leitungstyp der Emitterzone, durch die Abmessungen der Halbleiterzone 5 und durch die Störstellenkonzentration im Bereich des pn-Überganges 9, d.h. durch die Störstellenkonzentration der Basiszone und der Halbleiterzone 5. Das Verhältnis des von der Halbleiterzone 5 abfließenden Stromes zum Basisstrom wird umso größer, je kleiner der Abstand zwischen der Emitterzone und der Halbleiterzone 5 ist. Das Verhältnis des von der Halbleiterzone 5 abfließenden Stromes zum Basisstrom wird ebenfalls umso größer, je größer die Abmessungen der Halbleiterzone 5 vom Leitungstyp der Emitterzone sind. Eine Erhöhung der Störstellenkonzentration der Halbleiterzone 5 und/oder eine Erniedrigung der Basisdotierung im Bereich des pn-Überganges 9 bewirken ebenfalls eine Vergrößerung des Verhältnisses des von der Halbleiterzone 5 abfließenden Stromes zum Basisstrom.This relationship is influenced by the distance between the emitter zone and the semiconductor zone 5 of the conduction type of the emitter zone the dimensions of the semiconductor zone 5 and the concentration of impurities in the area of the pn junction 9, i.e. by the impurity concentration of the base zone and the Semiconductor zone 5. The ratio of the current flowing off from the semiconductor zone 5 to the base current becomes greater, the smaller the distance between the emitter zone and the semiconductor zone 5 is. The ratio of the drainage from the semiconductor zone 5 Current to the base current is also greater, the larger the dimensions of the Semiconductor zone 5 are of the conduction type of the emitter zone. An increase in the concentration of impurities of the semiconductor zone 5 and / or a lowering of the base doping in the area of the pn junction 9 also cause an increase in the ratio of the Semiconductor zone 5 outflowing current to the base current.

Claims (8)

Patentansprüche Claims Halbleiteranordnung, insbesondere Transistor, bei der der Emitterzone eine Basiszone und eine Kollektorzone vorgelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone vorgesehen ist und daß der pn-Übergang zwischen dieser Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone und der Basiszone in Sperrrichtung geschaltet ist. Semiconductor arrangement, in particular transistor, in the case of the emitter zone a base zone and a collector zone are upstream, characterized in that that at least one semiconductor zone of the conduction type of the emitter zone is provided and that the pn junction between this semiconductor zone is of the conduction type of the emitter zone and the base zone is reverse biased. 2) Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone seitlich von der Emitterzone angeordnet ist.2) semiconductor device according to claim 1, characterized in that the semiconductor zone of the conductivity type of the emitter zone to the side of the emitter zone is arranged. 3) Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone von außen ein Potential zugeführt wird, welches den pn-Übergang zwischen der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone und der Basiszone in Sperrichtung schaltet.3) semiconductor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the semiconductor zone of the conduction type of the emitter zone is supplied with a potential from the outside which is the pn junction between the semiconductor zone of the conductivity type of the emitter zone and the base zone switches in reverse direction. 4) Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone ein solches Potential gelegt-ist, daß sie als Kollektor wirksam ist und somit zumindest ein Teil des Emitterstromes über die Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone abfließt.4) semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that such a potential is applied to the semiconductor zone of the conduction type of the emitter zone is laid that it is effective as a collector and thus at least part of the emitter current via the semiconductor zone of the conductivity type of the emitter zone drains. 5) Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Emitterzone und der Halbleiter zone vom Leitungstyp der Emitterzone derart gewählt ist, daß das Verhältnis des von der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone abfließenden Stromes zum Basisstrom einen bestimmten Wert annimmt.5) semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the distance between the emitter zone and the semiconductor zone of the conductivity type the emitter zone is chosen such that the ratio of the semiconductor zone from the conduction type of the emitter zone flowing current to the base current a certain Assumes value. 6) Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone derart gewählt sind, daß das Verhältnis des von der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone abfließenden Stromes zum Basisstrom einen bestimmten Wert annimmt.6) semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the dimensions of the semiconductor zone selected from the conduction type of the emitter zone are that the ratio of the conduction type semiconductor region to the emitter region outflowing current to the base current assumes a certain value. 7) Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Störstellenkonzentration der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone- und/oder der Basiszone derart gewählt ist, daß das Verhältnis des von der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone abfließenden Stromes zum Basisstrom einen bestimmten Wert annimmt.7) semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the concentration of impurities in the semiconductor zone of the conductivity type of the emitter zone and / or the base zone is chosen such that the ratio of the semiconductor zone from the conduction type of the emitter zone flowing current to the base current a certain Assumes value. 8) Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Emitterzone und der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone und/oder die Abmessungen der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone und/oder die Störstellenkonzentration der Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone und/oder der Basiszone derart gewählt sind, daß die Stromes aufteilung zwischen dem Emitterstrom, der zum Kollektor fließt, und dem Emitterstrom, der zur Halbleiterzone vom Leitungstyp der Emitterzone fließt, ein bestimmtes Verhaltnis annimmt.8) semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the distance between the emitter region and the semiconductor region of the conductivity type the emitter zone and / or the dimensions of the semiconductor zone of the conductivity type Emitter zone and / or the impurity concentration of the semiconductor zone of the conductivity type the emitter zone and / or the base zone are chosen such that the current is divided between the emitter current flowing to the collector and the emitter current flowing to the Semiconductor zone of the conduction type of the emitter zone flows, a certain ratio accepts.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236164A (en) * 1977-12-28 1980-11-25 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Bipolar transistor stabilization structure

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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