DE2535864A1 - Halbleiterbauelemente - Google Patents

Halbleiterbauelemente

Info

Publication number
DE2535864A1
DE2535864A1 DE19752535864 DE2535864A DE2535864A1 DE 2535864 A1 DE2535864 A1 DE 2535864A1 DE 19752535864 DE19752535864 DE 19752535864 DE 2535864 A DE2535864 A DE 2535864A DE 2535864 A1 DE2535864 A1 DE 2535864A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistor
region
transistors
emitter
collector
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
Application number
DE19752535864
Other languages
English (en)
Inventor
Jun Carl Franklin Wheatley
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Publication of DE2535864A1 publication Critical patent/DE2535864A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1004Base region of bipolar transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0611Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
    • H01L27/0641Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region without components of the field effect type
    • H01L27/0647Bipolar transistors in combination with diodes, or capacitors, or resistors, e.g. vertical bipolar transistor and bipolar lateral transistor and resistor
    • H01L27/0652Vertical bipolar transistor in combination with diodes, or capacitors, or resistors
    • H01L27/0664Vertical bipolar transistor in combination with diodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/082Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including bipolar components only
    • H01L27/0823Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including bipolar components only including vertical bipolar transistors only
    • H01L27/0825Combination of vertical direct transistors of the same conductivity type having different characteristics,(e.g. Darlington transistors)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dn.-ing. R. König · Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte · 4ODd Düsseldorf 3D ■ Cecilienallee 76 · Telefon 43273a
11. August 1975 30 184 B
RCA Corporation, 30 Rockefeiler Plaza,
New York. N0Y. 10020 (V0St.A.)
"Halbleiterbauelemente"
Die Erfindung betrifft Halbleiterbauelemente, insbesondere integrierte Hochspannungs-, Hoohleistungsbauelemente, aus einem Halbleiterscheibchen mit darin mit Abstand voneinander vorgesehenen Transistoren..
Integrierte Halbleiterbauelemente, die eine Vielzahl verschiedener Halbleiterkomponenten enthalten, z.B. Dioden, Transistoren, Widerstände u„dgl., und zwar auf einem einzigen Chip oder Scheibchen aus Halbleitermaterial, sind bekannt. Um die Komponenten untereinander elektrisch zu isolieren, werden um und unter den verschiedenen Komponenten entartet dotierte Bereiche oder dielektrische Materialien vorgesehen, um elektrisch isolierte "Taschen" in dem ansonsten monolithischen Halbleiterchip zu bilden.
Im allgemeinen sind derartige integrierte Bauelemente auf Niederspannungs- und Kleinsignalkomponenten beschränkt, d.h. auf solche mit geringer Ausgangsleistung. Obwohl integrierte Bauelemente, die Hochspannungs- und Hochleistungskomponenten umfassen, bekannt sind, (nachfolgend "Leistungs"-Bauelemente genannt) sind Möglichkeiten zur Herstellung elektrisch isolierter Komponenten in derartigen Bauelementen grundsätzlich nicht bekannt
609810/0S30
und die verschiedenen Isoliertechniken, die bei integrierten Niederleistungsbauelementen zur Anwendung kommen, grundsätzlich mit den Aufbau- und Behandlungstechniken zur Herstellung von Leistungsbauelementen nicht vereinbare
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halbleiterbauelement vorzuschlagen, bei dessen Herstellung die Möglichkeit gegeben ist, in einfacher und mit für Leistungsbauelemente bereits bestehenden Herstellungsverfahren verträglicher Weise elektrisch isolierte Komponenten, insbesondere Diodenkomponenten herzustellen bzw. vorzusehen, die elektrisch von bestimmten Bereichen des gemeinsamen Halbleiterchips des Bauelements isoliert sind«, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß an einem Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Kollektorbereiche der beiden Transistoren elektrisch miteinander gekoppelt sind, und daß die allgemeine bzw. gemeinsame Emitterstromverstärkung eines der beiden Transistoren mindestens ungefähr eine Größenordnung geringer als die des anderen Transistors ist.
Anhand der Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind, wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Fig., 1 ein gemäß der Erfindung hergestelltes integriertes Bauelement, im Querschnitt;
Fig. 2 ein zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Bauelements geeignetes Werkstück, im Querschnitt; und
Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem der Fig„ 1 ähnlichen Schnitt.
Gemäß Fig. 1 besteht ein integriertes Hochspannungs-,
609310/0633
Hochleistungs-Bauelement 10 aus einem Halbleiterscheibchen 12, z.B. aus Silizium, in dem zwei Halbleiterkomponenten vorgesehen sind: ein Hochspannungs-, Hochleistungs-Transistor 14 bekannter Bauart und eine Diode 16, die elektrisch vollständig von der Ausgangs- oder Kollektor-Elektrode des Transistors 14 isoliert ist. Die Diode 16 umfaßt, wie nachfolgend erläutert wird, den Emitterbereich und einen Teil des Basisbereiches eines Transistors 18.
Der Transistor 14 enthält einen η-leitenden Emitterbereich 20 relativ hoher Leitfähigkeit (n+), eine p-leitende Basis mit einem Bereich 22 relativ hoher Leitfähigkeit (p+) und einem Bereich 24 relativ niedriger Leitfähigkeit (p~) sowie einen η-leitenden Kollektor, der aus einem Bereich 26 relativ niedriger Leitfähigkeit (n~) und einem Bereich 28 relativ hoher Leitfähigkeit (n+) besteht0 Der Emitter 20 und der Basisbereich 22 bilden einen pn-übergang 30, während sich zwischen dem Basisbereich 24 und dem Kollektorbereich 26 ein pn-übergang 32 befindet. Die beiden Basisbereiche 22 und 24 bilden einen p+p~-Übergang 34, während sich zwischen den beiden Kollektrobereichen 26 und 28 ein n+n~-Übergang 36 befindet,,
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der n+-Emitterbe-
?π ρ reich 20 eine Oberflächenkonzentration von 10 Atomen/cm und eine Tiefe von 0,018 mm aufj der p-Bereich 22 hat
1Q /2 eine Oberflächenkonzentration von 10 ^ Atomen/cm und eine Tiefe von 0,023 mm .Der p~-Bereich 24 ist gleichförmig auf einen spezifischen Widerstand von 30 Ohm-cm dotiert und hat eine Tiefe von 0,035 mm. Der n"~-Bereich 26 ist gleichförmig auf einen spezifischen Widerstand von 30 0hm-cm dotiert und weist eine Dicke von 0,04 mm auf. Der n+-Bereich 28 ist auf einen spezifischen Wider-
stand von 0,01 Ohm-cm gleichförmig dotiert lind 0,2 mm dick.
Die Elektroden für den Transistor 14 bestehen aus einem Metallkontakt 40, der an der Unterseite 42 des Scherbchens 12 befestigt und elektrisch mit dieser verbunden ist, einem Emitterkontakt 44, der einen Teil des Emitterbereichs 20 auf der oberen Fläche 46 des Scheibchens 12 kontaktiert, und einem Basiskontakt 48, der einen Teil des Basisbereichs 22 an der Oberfläche 46 kontaktiert. Die übrigen Bereiche der Scheibchenoberfläche 46 werden in bekannter Weise mit einer Schutzschicht 50, z.B. aus Siliziumdioxid, bedeckt.
Wie bereits erwähnt, ist der Transistor 14 von bekannter Bauart und besitzt im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine übliche Stromverstärkung (Verhältnis von Kollektorstrom zu Basisstrom) von ungefähr 30 sowie aufgrund der Bereiche 24 und 26 niedriger Leitfähigkeiten auf beiden Seiten des Basis-Kollektor-pn-Übergangs 32 eine relativ hohe Basis/Kollektor-Durchbruchsspannung, z„B. ungefähr 1000 Volt. Der Transistor 14 besitzt eine Belastbarkeit von 100 Watt»
Wie erwähnt, besteht die Diode 16 aus den Emitter- und Basisbereichen des Transistors 18, der, obwohl er dem Transistor 14 etwas ähnlich erscheint, ausnehmend niedrige Emitterstromverstärkung besitzt, Z0B. ungefähr 0,1 ο Im einzelnen umfaßt der Transistor 18 einen n-leitenden Emitterbereich 54 relativ hoher Leitfähigkeit (n+) und recht geringer Tiefe (siehe unten) eine pleitende Basis aus einem Bereich 56 relativ hoher Leitfähigkeit (p+) und einem Bereich 58 relativ niedriger Leitfähigkeit (p"~) sowie einen η-leitenden Kollektor, der aus einem Bereich 60 relativ niedriger Leitfähig-
609β10/0630
Ü535864
keit (n~) und einem Bereich 62 relativ hoher Leitfähigkeit (n+) besteht. Der Emitter 54 und der Basisbereich 56 bilden zwischen sich einen pn-übergang 64, der Basisbereich 58 und der Kollektorbereich 60 einen pn-übergang 66 und die beiden Basisbereiche 56 und 58 einen ρ p~- Übergang 68.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der n+-Bereich 54 eine
nr\ p
Oberflächenkonzentration von 2 χ 10 Atome/cm und eine Tiefe von 0,003 mm, während die übrigen Bereiche 56, 58, 60 und 62 identisch mit den korrespondierenden Bereichen 22, 24, 26 bzw. 28 des Transistors 14 sind. In der konkreten Ausführungsform sind, wie Fig. 1 zu entnehmen ist, die Kollektorbereiche 60 und 62 des Transistors 18 als Fortführungen bzw. Verlängerungen der Kollektorbereiche 26 und 28 des Transistors 14 ausgebildet, während der p-Basis-Bereich des Transistors 18 eine Fortführung des p-Basis-Bereichs 24 des Transistors 14 ist.
Somit ist der Transistor 18 aufbaumäßig mit dem Transistor 14 identisch mit der Ausnahme, daß der Emitterbereich 54 des Transistors 18 von erheblich geringerer Tiefe als der Emitterbereich 20 des Transistors 14 ist und der p+-Basis~ bereich 56 des Transistors 18 demgemäß entsprechend breiter als der p+-Basisbereich 22 des Transistors 14 ist«,
Wegen der angrenzenden Basis- und Kollektorbereiche 58 und 60 mit niedrigen Leitfähigkeiten besitzt auch der Transistor 18 eine relativ hohe Basis/KoHektor-Durchbruchsspannung.
Betrachtet man die Diode 16, so umfaßt ihr Anodenbereich den p+-Basisbereich 56 des Transistors 18 und der Kathodenbereich den n+-Emitterbereich 54. Ein Metallkontakt 70 ist elektrisch mit dem p+-Bereich 56 verbunden und
€00810/0630
stellt die Anodenelektrode der Diode 16 dar, während ein Metallkontakt 72 elektrisch mit den n+-Bereich 54 verbunden ist und die Kathodenelektrode der Diode 16 bildet.
Wie bereits erwähnt, besitzen die beiden Transistoren und 18 gemeinsame Kollektoren, d.h. jeder der Kollektorbereiche 26 und 28 des Transistors 14 geht ohne Unterbrechung über in den entsprechenden Kollektorbereich 60 bzw» 62 des Transistors 18. Trotz der Gemeinsamkeit dieser Kollektorbereiche ist die Diode elektrisch vollständig von den Kollektorbereichen 26 und 28 des Transistors isoliert. Bei vielen Einsätzen von Leistungsbauelementen bildet, wie allgemein bekannt, die Kollektorelektrode des Leistungstransistors (z.B. die Elektrode 40 des Transistors 14 des Bauelements 10) die "Ausgangs"-Elektrode des Bauelements, und es besteht ein Bedürfnis für Diodenkomponenten, die elektrisch vollständig vom Bauelementausgang isoliert sind. Eine derartige elektrische Isolierung wird mit der Erfindung realisiert.
Die gewünschte elektrische Isolierung ergibt sich durch die extrem niedrige Emitterstromverstärkung des Transistors 18, vorzugsweise so niedrig, daß der Kollektor— strom des Transistors 18 (bei normaler Vorspannung des Transistors 18, d.h. die Kollektor-n-Bereiche 60 und bezüglich der ρ-Basis-Bereiche 56 und 58 umgekehrt vorgespannt) praktisch Null ist. Somit führt der extrem niedrigere Kollektorstrom während des Betriebes des Transistors 18 zu sehr geringer elektrischer Kopplung zwischen den Emitter- und Basisbereichen des Transistors 18 (Diode 16) und den gemeinsamen Kollektorbereichen der beiden Transistoren.
Es ist einzusehen, daß der Grad der für die Diode 16
609810/0630
erforderlichen elektrischen Isolierung von dem besonderen Einsatz des Bauelements 10 innerhalb einer Schaltung abhängt, d.h. verschiedene Anwendungen erfordern verschiedenen Isoliergrad. Es besteht somit keine kritische Grenze für die elektrische Isolierung und demzufolge auch keine kritischen Werte für Kollektorstrom des Transistors 18 oder TransistorStromverstärkung. Im allgemeinen liegt ein praktischer Bereich der Transistorstromverstärkung, der relativ leicht zu erreichen ist und niedrigen Kollektorstrom und somit gute elektrische Isolierung ermöglicht sowie mit der Fabrikation herkömmlicher Leistungsbauelemente vereinbar ist, bei ungefähr 0,05 bis 0,25. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß bei Kombination mit einem herkömmlichen Leistungstransistor der Transistor mit niedriger Stromverstärkung vorzugsweise eine gemeinsame Emitterstromverstärkung um ungefähr eine Größenordnung oder mehr unter der des Leistungstransistors liegt.
Wegen der extrem niedrigen Stromverstärkung des Transistors 18 ist sein Basisstrom nahezu gleich dem Transistor-Emitterstrom, d.h. das Bauelement zeigt zwischen den Kontakten 70 und 72 vollkommene Diodeneigenschaften. Auf diese Weise können verschiedene Diodentypen vorgesehen werden, denn die Diode 16 kann auf verschiedene Weise betrieben werden, d.h. in Durchlaßrichtung vorgespannt oder leitender Art, rückwärts vorgespannt bzw. Sperrschaltung, als eine Zenerdiode od.dgl.
Möglichkeiten zur Steuerung der gemeinsamen Emitterstromverstärkung von Transistoren sind bekannt. Im allgemeinen ist die gewöhnliche oder gemeinsame Emitterstromverstärkung eines Transistors eine direkte Funktion der gewöhnlichen oder gemeinsamen BasisStromverstärkung (Verhältnis von Kollektorstrom zu Emitterstrom), die primär durch zwei Faktoren bestimmt wird: den Basis-
€09810/0631
transportfaktor und den Emitterinjektionswirkungsgrad; die gemeinsame BasisStromverstärkung ist definiert als das Produkt dieser beiden Faktoren (wobei weitere, weniger maßgebliche Faktoren vernachlässigt sind). Der Basistransportfaktor ist eine umgekehrte Funktion der Breite des Basisbereichs, und der Emitterinjektionswirkungsgrad ist eine umgekehrte Funktion des Verhältnisses von ionisierter Ladung im Basisbereich zur ionisierten Ladung im Emitterbereich.
Im Transistor 18 werden im Vergleich zum Transistor 14 sowohl der Basistransport- als auch der Emitterinjektionswirkungsgrad-Faktor durch die Verwendung eines extrem flachen Emitterbereichs 54 niedrig gemacht. Bei sonst gleichen Parametern führt der flache Emitter zu entsprechend größerer Breite bzw. Tiefe des Basisbereichs und somit zu einem vergrößerten Verhältnis von Basis- zu Emitterionenladung.
Von Bedeutung ist, wie bereits erwähnt, daß die elektrisch isolierte Diode in einem Aufbau vorgesehen ist, der dem Aufbau des konventionellen Transistors 14 sehr ähnlich ist. d.h„ die Herstellung der Diode 16 ist gut mit der Herstellung des bekannten Transistors 14 vereinbar„ So wird z.B. zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten Bauelements ein Werkstück bis zu dem in Fig. 2 dargestellten Aufbau gefertigt, und zwar in genau der gleichen Weise, wie es normalerweise behandelt würde, wenn nur der Transistor 14 unter Verwendung bekannter Verfahren und Ausgangswerkstücke hergestellt würde, wobei die einzige Ausnahme in der Herstellungsreihenfolge darin besteht, daß die p+-Diffusion durch eine Maske hindurch vorgenommen wird, um nicht nur den p+-Bereich 22 des Transistors 14 sondern auch den p+-Bereich des Transistors 18 zu bilden. Dann wird der n+-Emitterbereich 20 (Fig. 1) des
€09810/0630
Transistors 14 durch einen Diffusionsvorgang gefertigt und in einem getrennten, zusätzlichen Diffusionsschritt der n+-Emitterbereich 54 des Transistors 18 vorgesehen. Somit benötigt das Hinzufügen der elektrisch isolierten Diode 16 bei der Bauweise gemäß Fig. 1 lediglich die Verwendung einer anderen p+-Diffusionsmaske und eine gesonderte n-Diffusion mit natürlich dem Anbringen der Metallkontakte 70 und 72.
Eine andere Art der Erklärung der Ähnlichkeiten zwischen den Dioden- und Leistungstransistorteilen des Bauelements 10 ist der Hinweis, daß entlang vertikaler Linien durch jeden dieser Scheibchenbereiche, jedoch ohne die Emitterbereiche sowohl des Transistors 14 als auch des Transistors 18 zu schneiden, die Profile der Fremdstoffkonzentration für jeden Scheibchenbereich identisch sind.
Fig« 3 zeigt ein Bauelement 80, das einen dem Transistor 14 des in Fig. 1 dargestellten Bauelements 10 identischen, konventionellen Transistor 141 und eine isolierte Diode 82 aufweist, die einen η-leitenden Emitterbereich 84 und einen p+-leitenden Basisbereich 86 eines Transistors 88 mit geringer Stromverstärkung besitzt, der dem Transistor 18 grundsätzlich ähnlich ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Emitterbereich 84 des Transistors 88 eine Oberflächenkonzentration von 10 Atomen/cm und eine Tiefe von 0,018 mm und ist somit identisch mit dem n+-Bereich 20* des Transistors 141. Der p+-Bereich 86 des Transistors 88 besitzt eine Oberflächenkonzen-
1Q 2
tration von 2 χ 10 ^ Atomen/cm und eine Tiefe von 0,04 mm und ist somit tiefer als der p+-Bereich 22· des Transistors 14* und erstreckt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel vollkommen durch einen umgebenden p"~-Bereich 90, der ansonsten mit dem Bereich 24' des Transistors 14* identisch ist. Der n~-Kollektorbereich 92 und der n+-
609810/0630
Kollektorbereich 94 des Transistors 88 sind ansonsten, identisch und kontinuierlich (mit Ausnahme des Eindringens des p+-Bereichs 86 in den n+-Bereich 92) mit dem entsprechenden n~-Bereich 26! und η -Bereich 28· des Transistors 14' ausgebildet.
Im Vergleich zum Transistor 14 und 14' weist der Transistor 88 aufgrund seines breiteren oder tieferen Basisbereichs eine extrem niedrige Stromverstärkung auf, und wichtiger noch,dies aufgrund seines wesentlich höheren Verhältnisses von basisgebundener Ladung zu emittergebundener Ladung.
Die Herstellung des Bauelements 80 ist ebenfalls bestens mit der Herstellung bekannter Transistoren 141 vereinbar, wobei eine gesonderte p+-Diffusion zur Anwendung gelangt, um den Transistor-p+-Bereich 86 herzustellen, eine andere Maske verwendet wird, um die beiden identischen n+-Bereiche 20' und 84 der beiden Transistoren herzustellen, und gesonderte Metallkontakte für die Diode 82 vorgesehen werden.
Mit anderen Worten sind die Premdstoffkonzentrationsprofile durch die Emitterbereiche der beiden Transistoren völlig identisch, ebenso wie die Fremdstoffkonzentrationsprofile durch die Kollektorbereiche.
Obwohl nicht dargestellt, können Transistoren niedriger Stromverstärkung durch Kombinieren der niedrige Stromverstärkung liefernden Parameter jedes der beiden niedrigverstärkenden Transistoren 18 und 88 (in den Fig. 1 bzw. 3 dargestellt) hergestellt werden. Das heißt, ein niedrigverstärkender Transistor kann hergestellt werden mit einem extrem flachen Emitterbereich und einem relativ breiten oder tiefen, hochleitenden Basisbereich.
10/0830
Λ Λ —
Obwohl die Bauelemente 10 und 80 jeweils mit nur zwei Komponenten gemäß dem üblichen praktischen Einsatz dargestellt sind, umfassen solche integrierten Bauelemente eine relativ große Anzahl von weiteren Komponenten, um eine vollständige Schaltungsfunktion zu erfüllen, z.B. eine Darlington-Schaltung.
Wenngleich die Bauelemente als npn-Transistoren gezeigt sind, kann die Erfindung selbstverständlich auch bei pnp-Transistoren eingesetzt werden. Auch können andere Transistoranordnungen verwendet werden, z.Bo können die verschiedenen p-Basisbereiche der dargestellten npn-Transistoren oder die n-Basisbereiche von pnp-Transistoren weggelassen werden.
609810/GB3D

Claims (7)

  1. RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York. N.YQ 10020 (V0St.A.)
    Patentansprüche:
    albleiterbauelement, insbesondere Hochspannungs-, Hochleistungsbauelement, aus einem Halbleiterscheibchen mit darin mit Abstand voneinander vorgesehenen Transistoren, dadurch gekennzeichnet , daß die Kollektorbereiche (26, 28, 60, 62) der beiden Transistoren (14 und 18) elektrisch miteinander gekoppelt sind, und daß die allgemeine bzw. gemeinsame Emitterstromverstärkung eines (18) der beiden Transistoren mindestens ungefähr eine Größenordnung geringer als die des anderen Transistors (14) ist.
  2. 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gdcennzeichnet , daß die Stromverstärkung des einen Transistors (18) geringer als 0,05 ist.
  3. 3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Transistor einen Emitterbereich (20, 54), der zumindest teilweise an einer Oberfläche (46) des Scheibchens (12) von einem Basisbereich' (22, 24, 56, 58) umgeben ist, und einen Kollektorbereich (26, 28, 60, 62) aufweist, der in dem Scheibchen (12) unter den Emitter- (20, 54) und Basisbereichen (22, 24, 56, 58) vorgesehen ist, wobei das Profil der Fremdstoffkonzentration durch die Basis- (22, 24, 56, 58) und Kollektor-Bereiche (26, 28, 60, 62) jedes Transistors (14 und 18) entlang die Emitterbereiche (20 und 24) nicht schneidender Linien völlig identisch ist.
    0 9 8 10/0630
    b 3 b 8 6
  4. 4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Emitterbereich (54) des einen Transistors (18) eine wesentlich geringere Tiefe als der Emitterbereich (20) des anderen Transistors (14)· besitzt.
  5. 5. Bauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Transistoren entlang der Scheibchenoberfläche mit Abstand voneinander angeordnet sind, und daß die Kollektorbereiche sich innerhalb des Scheibchens als völlig ununterbrochene Schicht unterhalb und zwischen den Transistoren erstrecken.
  6. 6. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß sowohl die Emitterbereiche als auch die Kollektorbereiche der beiden Transistoren vollständig identische Fremdstoffkonzentrationsprofile besitzen, während der Basisbereich des einen Transistors wesentlich höher leitend als der Basisbereich des anderen Transistors ist.
  7. 7. Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Transistoren entlang einer Oberfläche des Scheibchens mit Abstaid voneinander angeordnet sind und sich die Kollektorbereiche in dem Scheibchen als gänzlich ununterbrochene Schicht unterhalb und zwischen den Transistoren erstrecken.
    b0981Ü/Q63
    Leerseite
DE19752535864 1974-08-19 1975-08-12 Halbleiterbauelemente Pending DE2535864A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US49877474A 1974-08-19 1974-08-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2535864A1 true DE2535864A1 (de) 1976-03-04

Family

ID=23982440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752535864 Pending DE2535864A1 (de) 1974-08-19 1975-08-12 Halbleiterbauelemente

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPS5145984A (de)
AU (1) AU8392475A (de)
BE (1) BE832491A (de)
DE (1) DE2535864A1 (de)
FR (1) FR2282721A1 (de)
GB (1) GB1502122A (de)
IN (1) IN141922B (de)
NL (1) NL7509804A (de)
SE (1) SE7509023L (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19638431A1 (de) * 1996-01-16 1997-07-24 Mitsubishi Electric Corp Halbleitervorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung derselben
US6566217B1 (en) 1996-01-16 2003-05-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Manufacturing process for semiconductor device

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2023340B (en) * 1978-06-01 1982-09-02 Mitsubishi Electric Corp Integrated circuits
FR2458146A1 (fr) * 1979-05-29 1980-12-26 Thomson Csf Structure integree comportant un transistor et trois diodes antisaturation
FR2458904A1 (fr) * 1979-06-12 1981-01-02 Thomson Csf Circuit integre monolithique equivalent a un transistor associe a trois diodes anti-saturation
JPS62214660A (ja) * 1986-03-17 1987-09-21 Toshiba Corp 半導体装置
JPH0531725Y2 (de) * 1987-10-28 1993-08-16
FR2677171B1 (fr) * 1991-05-31 1994-01-28 Sgs Thomson Microelectronics Sa Transistor de gain en courant predetermine dans un circuit integre bipolaire.
EP0632502B1 (de) * 1993-06-28 1999-03-17 Consorzio per la Ricerca sulla Microelettronica nel Mezzogiorno Bipolar-Leistungstransistor mit hoher Kollektor-Durchbrucksspannung und Verfahren zu seiner Herstellung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19638431A1 (de) * 1996-01-16 1997-07-24 Mitsubishi Electric Corp Halbleitervorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung derselben
US6566217B1 (en) 1996-01-16 2003-05-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Manufacturing process for semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
GB1502122A (en) 1978-02-22
JPS5145984A (de) 1976-04-19
IN141922B (de) 1977-05-07
AU8392475A (en) 1977-02-17
SE7509023L (sv) 1976-02-20
FR2282721A1 (fr) 1976-03-19
BE832491A (nl) 1975-12-01
NL7509804A (nl) 1976-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1260029B (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen auf einem Halbleitereinkristallgrundplaettchen
DE2559360A1 (de) Halbleiterbauteil mit integrierten schaltkreisen
DE4013643A1 (de) Bipolartransistor mit isolierter steuerelektrode und verfahren zu seiner herstellung
DE2704647A1 (de) Widerstand mit gesteuert einstellbarer groesse
DE1514855C3 (de) Halbleitervorrichtung
DE2349986A1 (de) Kapazitaetsschaltung
DE2535864A1 (de) Halbleiterbauelemente
DE2329398C3 (de) In Rückwärtsrichtung leitendes Thyristorbauelement
DE2364752A1 (de) Halbleitervorrichtung
EP1003218A1 (de) Halbleiteranordnungen mit einer Schottky-Diode und einer Diode mit einem hochdotierten Bereich und entsprechende Herstellungsverfahren
DE3103785A1 (de) Halbleiteranordnung mit hoher durchbruchspannung
DE2507038C3 (de) Inverser Planartransistor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3005367C2 (de)
DE1240590C2 (de) Integrierte halbleiterschaltungsanordnung und verfahren zu ihrer herstellung
DE2101279C2 (de) Integrierter, lateraler Transistor
DE2361171A1 (de) halbleitervorrichtung
DE2316599A1 (de) Hochspannungs-halbleiteranordnung
DE2515707A1 (de) Monolithisch integrierte halbleiterschaltung
DE2627922A1 (de) Halbleiterbauteil
DE2458735A1 (de) Transistor mit einem hohen stromverstaerkungsfaktor bei kleinen kollektorstroemen
DE2456635C3 (de) Integrierte Halbleiterschaltung mit negativem Widerstand
DE2616925C2 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2507404C2 (de) Festkörper-Schaltelement
DE2624339C2 (de) Schottky-Transistorlogik
DE3932490C2 (de) Thyristor mit großer Sperrfähigkeit in Blockierrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OHN Withdrawal