DE2607194A1

DE2607194A1 - Halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE2607194A1
Application number: DE19762607194
Authority: DE
Inventors: Maurice Bonis
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-02-28
Filing date: 1976-02-23
Publication date: 1976-09-09
Also published as: US4078244A; NL7601784A; CA1047170A; JPS5310434B2; FR2302594B1; FR2302594A1; JPS51110289A; DE2607194C2; GB1533615A

Description

■ :·-: PI-IF 75-522
u:...β s«ιs 19. Febr. 1976

PIIF.

/WR 10.2.1976

G Π NT!-^" M. OAVID

Halbleiteranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine

Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper und mindestens zwei Transistoren mit einer gemeinsamen Kollektopzone von einem ersten Leitfähigkeitstyp, in der die Basiszonen beider Transistoren gebildet sind.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Anordnungen, die unter der Bezeichnung "PHOTO-DARLXNGTONS" bekannt sind, die einen Phototransistor enthalten, die mit einem Verstärkertransistor gemäss einem .Aufbau vom DARLINGTON-Typ gekoppelt ist (in diesem Aufbau sind die zwei Transistoren grundsätzlich vom gleichen Typ (beide npn oder pnp), während die Kollektorzonen dieser Transistoren mit derselben Spannungsklemme verbunden sind und die Emitterzone des Phototransistors

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direkt mit der Basiszone des Verstärkertransistors verbunden ist).

Es ist bekannt, dass Photo-Darlington-

anordnungen für verschiedene Zwecke, z.B. zum Ein- oder Ausschalten elektrischer Einrichtungen, wie Relais, in Abhängigkeit von bestimmten Beleuchtungspegeln des Phototransistors verwendet werden können. Wenn es sich um Anwendungen dieser Art handelt, werden die Transistoren Hochspannungen in der Grössenordnung der Spannungen der Verteilungsnetzwerke und sogar diese Spannungen erheblich überschreitenden Spannungen unterworfen, wenn Spitzenspannungen berücksichtigt werden.

Die Bildung integrierter Photo—Darlington-Anordnungen, die gegen derartige Spannungen beständig sind, führt zu Problemen, die sich nach dem heutigen Stand der Technik auf diesem Gebiet schwer lösen lassen.

Nach einer einfachen und oft verwendeten Ausführungsform werden die Basiszonen der Transistoren durch die Bildung zweier diffundierter Zonen von der aktiven Oberfläche einer zugleich die gemeinsame Kollektorzone der Anordnung bildenden Halbleiterscheibe her erhalten; die zwei Emitterzonen sind ebenfalls durch eine lokalisierte Diffusion innerhalb der Grenzen der genannten Basiszonen gebildet. Dabei wird eine direkte elektrische Verbindung zwischen der Emitterzone des Phototjconsistors und der Basiszone des Verstärkertransistors ^:'":. : einfach mittels, eines Metallstreifens erhalten,

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der auf einer Isolierschicht angeordnet ist. Andererseits hat jedoch die starke Krümmung des Basis-Kollektor-Ubergangs am Rande der Basiszonen zur Folge, dass dort starke elektrische Felder vorhanden sind; dadurch wird die Durchschlagspannung zwischen den Basiszonen und der Kollektorzone bereits erreicht, sobald die Neimspannunj zwischen diesen Gebieten einen Wert von etwa 3OO ^^r erreich Dieser 3OO V-¥ert bildet also die Grenze für die bei diesen Anordnungen anzuwendende Spannung.

Um die genannte Grenze zu erhöhen, wux-de bereits vorgeschlagen, in den genannten diffundierten Basiszonen diese Randkrümmung zu beseitigen. Nach der dazu verwendeten Technik wird zunächst in der Halbleiterscheibe eine einzige diffundierte Zone grossen Flächeninhalts gebildet und dann werden in der genannten Zone zwei Teile isoliert, die je eine Basiszone bilden; dies erfolgt dadurch, dass in der Dickenrichtung der Halbleiterscheibe isolierende Nuten vorgesehen werden. Auf diese Weise wird eine Struktur vom "Mesa"-Typ erhalten, die den -Vorteil aufweist, dass sie zwischen den Basiszonen und » der Kollektorzone gegen Spannungen beständig .ist, die grosser als 1000 V sein können. Aus diesem Grunde kann aber die Verbindung zwischen -der Emitterzone .des Phototraiisistors und der Basiszone des Verstärkertransistors nur durch einen Draht hergestellt werden, was bei der Herstellung und der Zuverlässigkeit der Anordnung einen Nachteil ergibt; andererseits sind in der letzteren Aus-

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führungsform die Leckströme beträchtlich grosser als die bei der vorhergehenden Ausführungsform auftretenden Leckströme.

Die Erfindung bezweckt, die Herstellung

integrierter Anordnungen mit mindestens zwei Transistoren zu ermöglichen, von denen einer ein Verstärkertransistor ist, die die Vorteile der beiden genannten Strukturen, aber nicht die Nachteile derselben aufweisen.

Die Erfindung benutzt auf besonders

vorteilhafte ¥eise die Erweiterung der Erschöpfungszonen der Basis-Kollektor-Ubergänge.

Nach der Erfindung ist eine Halbleiteranordnung der eingangserwähnten Art dadurch gekennzeichnet dass die beiden Basiszonen über wenigstens einen Teil ihrer einander gegenüberliegenden Ränder durch ein streifenförmiges Gebiet aus Halbleitermaterial vom ersten Leitfähigkeitstyp getrennt sind, wobei die Breite dieses streifenförmigen Gebietes derart gewählt ist, dass im Betriebszustand die Erschöpfungszonen der beiden Basis-Kollektor-Ubergänge ineinander übergehen, und dass die beiden Basiszonen ausserhalb des genannten streifenförmigen Gebietes und über den ganzen übrigen Teil ihres Randes von der ¥and einer Nut begrenzt werden, die eine grössere Tiefe als die Basis-Kollektor-Ubergänge aufweist.

Indem die Tatsache benutzt wird, dass die

Erschöpfungszonen der Basis-Kollektor-Ubergänge ineinander übergehen, wird der Effekt starker Randkrümmungen vermiedei und werden die Vorteile einer Mesastruktur in bezug auf

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die Beständigkeit gegen hohe Spannungen erzielt.

Die erzielten Durchschlagspannungen liegen

in der gleichen Grössenordnung (mindestens 1000 V) wie die mit den Anordnungen vom Mesatyp erhaltenen Spannungen.

Für eine bestimmte Anordnung und als

Funktion der Betriebsspannungen soll für jede Anwendung die optimale Breite des streifenförmigen Gebietes bestimmt werden, wobei diese Breite weiter von dem Widerstand des Materials vom ersten Leitfähigkeitstyp, das das genannte Gebiet bildet, abhängig ist. Je nach der Anwendung beträgt die genannte Breite, an der Oberfläche der Anordnung gemessen, 10 bis 120/um; im Falle einer Photo-Darling tonanor dnung, für die der genannte Widerstand innerhalb mit einer maximalen Empfindlichkeit der Phototransistoren kompatibeler Grenzwerte bestimmt werden soll, beträgt die Breite des genannten streifenförmigen Gebietes 10 bis 6o /Um.

Es leuchtet ein, dass eine Struktur dieser Art, bei der das Bestreben dahin geht, einen kleinen Abstand zwischen den einander gegenüber liegenden Rändern der beiden Basiszonen zu erzielen, nur in dem Masse möglich ist, in dem die genannten Basiszonen nur wenig voneinander verschiedenen Spannungen unterworfen werden. Dies ist gerade bei einer Photo-Darlingtonanordnung der Fall.

Andererseits sichert die Anordnung, dass die Basiszonen durch eine Nut ausserhalb der von dem streifenförmigen Gebiet eingenommenen Stelle voneinander

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getrennt werden. Diese Nut verhindert jede Durchschlag— gefahr bei Spannungen in der Grössenordnung von TOOO V und höher über die ganze Zone von Basis-Kollektor-Ubergängen, die die Nut umgibt, (in diesem Teil der Anordnung ist die Struktur nämlich vom Mesatyp und weisen die genannten Übergänge kein gekrümmtes Profil auf).

Neben dem Vorteil hoher Durchschlagspannungen weist die erfindungsgemässe Anordnung noch den Vorteil der einfachen Herstellung der leitenden Verbindung zwischen der Emitterzone des Phototransistors und der Basiszone des Verstärkertransistors auf. Die genannte Verbindung kann nämlich dadurch hergestellt werden, dass ein Metallstreifen auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe angeordnet wird, wobei dieser Streifen auf einer Isolierschicht ruht, die auf dem genannten streifenförmigen Gebiet vom ersten Leitfähigkeitstyp gebildet ist, das sich zwischen den beiden Basiszonen befindet. Dies ergibt einen wesentlichen Vorteil in bezug auf die Strukturen nach der bekannten Technik, die integral vom Mesatyp sind und bei denen die genannte Verbindung nur durch einen Draht hergestellt werden kann.

Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Photo-Darlingtonanordnung gemäss der Erfindung werden die Basiszone des Phototransistors und die Basiszone des Verstärkertransistors über einen Teil ihres respektiven Umfangs nahe beieinander angeordnet, wobei die Nut somit teilweise die genannten Basiszonen umgibt. Nach

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den spezifischen in der Halbleitertechnik angewandten Ausdrücken wird eine derartige Struktur als vom mesa— planaren Typ definiert, jeder Transistor der Struktur nach der Erfindung ist vom planaren Typ über den Teil, der zu dei anderen Transistor hin gerichtet ist, und ist vom Mesatyp über den äusseren Teil, der sich in der Nähe der Umfangs^ nut befindet.

Nach einer zweiten bevorzugten Ausführungs-

form einer Photo-Darlingtonanordnung gemäss der Erfindung umgibt die Basiszone des Verstärkertransistors die ganze Basiszone des Phototransistors. In diesem Falle trennt das streifenfÖrmige Gebiet vom ersten Leitfähigkeitstyp die zwei Basiszonen über die ganze Seitenlänge der Basiszone des Phototransistors voneinander, während sich die Umfangsnut auf der Aussenseite der Basiszone des Verstärkertransistors befindet. 3üi diesem Falle ist der Phototransistor vollständig vom "planaren" Typ, während der Verstärkertransistor sowohl vom "planaren" als auch vom "Mesa"-Typ ist. Das Ganze, das durch die zwei Basis-Kollektor-Ubergänge des Phototransistors und des Verstärkertransistors gebildet wird, wobei diese übergänge in der Sperrichtung bei nur wenig voneinander verschiedenen Spannungen polarisiert sind, verhält sich wie ein einziger flacher übergang vom "Mesa"-Typ.

Diese zweite Ausführungsform der Anordnung

nach der Erfindung ist daher wichtig, weil die Intensität ' der Leckströme herabgesetzt wird. Transistoren vom "Mesa"-

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Typ weisen nämlich Leckströme auf, die grosser als die von Transistoren vom "planaren" Typ sind; daher ist es vorteilhaft, dass der Phototransistor vom "planaren" Typ ist, weil der Leckstrom dieses Transistors vom Ausgangstransistor der Anordnung verstärkt wird.

Einige Ausführungsformen der Erfindung

sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Verstärker vom Darlingtontyp,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Photo-Darlingtonanordnung vom planaren Typ, die durch eine bekannte Technik erhalten ist,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Photo-Darlingtonanordnung vom Mesatyp, die durch eine bekannte Technik erhalten ist,

Fig. h einen Schnitt durch eine erste Photo-Darlxngtonanordnung nach der Erfindung,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie AA in Fig. 6 durch eine zweite Photo-Darlingtonanordnung nach der Erfindung,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Photo-Darlingtonanordnung nach Fig. 5» und

Figuren Ja. bis Je Schnitte durch die

wichtigsten aufeinanderfolgenden Stufen der Herstellung der Photo-Darlingtonanordnung nach den Figuren 5 und 6.

Die Figuren sind schematisch und nicht-

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masstäblich gezeichnet.

Die Photo-Darlingtonanordnungen nach den Figuren 2 bis 7 enthalten je einen Phototransistor T₁ und einen Verstärkertransistor T_p, die den beiden Transistoren nach dem Darlington-Verstärkerschaltbild der Fig. 1 entsprechen. Diese Anordnungen sind auf einem Halbleitersubstrat 10 z.B. vom n⁺-Leitungstyp hergestellt, wobei das "+"—Zeichen angibt, dass die Verunreinigungs— konzentration verhältnismässig gross ist. Eine epitaktische Schicht 11 vom n—Leitungstyp bedeckt das Substrat 10; die Verunreinigungskonzentration in dieser Schicht 11 ist niedriger als die im Substrat 10. Die genannte Schicht 11 bildet die gemeinsame Kollektorzone der beiden Transistoren T₁ und T„. Durch Diffusionen, die von der oberen Fläche 11a der Schicht 11 her durchgeführt wurden, wurden die p—leitenden Basiszonen und die n—leitenden Emitterzonen der genannten Transistoren gebildet.

Nach der bekannten Technik bestehen zwei Strukturmöglichkeiten (siehe Figuren 2 und 3)· I*¹ der .Struktur nach Fig. .2 vom planaren Typ entsprechen die Basiszonen den Zonen 2O (Phototransistor T₁) und 21 (Verstärkertransistor T_?), während innerhalb der Begrenzungen der genannten Zonen auch die Zonen 22 bzw. die die Emitterzonen bilden, vorgesehen wurden. Die Emitterzone des Transistors T₁ ist mit der Basiszone des Transistors T„ über einen Metallstreifen 2k verbunden, der sich auf dem Gebiet 25 der epitaktischen Schicht

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zwischen den genannten Zonen 20 und 21 erstreckt; eine Isolierschicht 26 aus dielektrischem Material sichert die Isolierung zwischen dem Metallstreifen Zk und dem genannten Gebiet 25« ¥eiter bilden metallisierte Zonen 27 und 28 die rspektiven Kontakte auf der Basiszone 20 des Transistors T₁ und auf der Emitterzone 23 des Transistors Tp,

Die planare Struktur nach Fig. 2 bietet die Möglichkeit einer einfachen Verbindung über den Metallstreifen 24 zwischen der Emitterzone des Transistors T₁ und der Basiszone des Transistors T₂* Dagegen weist, wie bereits im ersten Teil dieser Anmeldung erwähnt wurde, die Konfiguration der diffundierten Basiszonen 20 und stark gekrümmte Profile in der Nähe der Verbindungszonen zwischen den Seitenrändern 20a und dem Boden 20b der Basiszone 20 einerseits und zwischen den Seitenrändern 21a und dem Boden 21b der Basiszone 21 andererseits auf; dies hat zur Folge, dass ein starkes elektrisches Feld in den genannten Zonen erzeugt wird, und dass dieses Feld zwischen den Basiszonen und der Kollektorzone verhindert, dass Spannungen in der Grössenordnung von 3OO V überschritten werden.

Die Struktur vom Mesatyp nach Fig. 3» die

ebenfalls durch die bekannte Technik erhalten ist, hat den ..Vorteil, dass ihr Hochspannungsverhalten viel besser als das der Struktur nach Fig. 2 ist..

In der Struktur nach Fig. 3 bildeten die

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^zw_ei Basiszonen 30, 31 anfänglich einen Teil desselben diffundierten Gebietes. Dieses Gebiet wurde durch die Nut 32 in zwei Teile geteilt, während das durch die Struktur gebildete Gefüge, also ebenfalls die Basiszonen 30 und 3^ am Umfang von der tieferen Nut 33 begrenzt wurde. Es ist einleuchtend, dass die starke Randkrtimmung hier nicht mehr auftritt. Versuche haben ergeben, dass die Eliminierung der genannten Randkrtimmung ein besseres Hochspannungsverhalten mit sich bringt. Durch das Vorhandensein der Nut 32 ist jedoch die direkte Verbindung über einen Metallstreifen zwischen der Emitterzone des Transistors T₁ und der Basiszone des Transistors T„ nicht mehr möglich; daher ist es notwendig, dass die genannte Verbindung durch einen Draht 34 hergestellt wird, der die Nut 32 überbrückt und auf der mit der Emitterzone. des Transistors T₁ in Kontakt stehenden metallisierten Zone 35 und auf der mit der Basiszone des Transistors T_ in Kontakt stehenden metallisierten Zone 36 festgeschweiss ist.

Die gemäss der Erfindung ausgeführte

Struktur, von der zwei Abwandlungen in Fig. 4 bzw. in Figuren 5 und 6 dargestellt sind, weist die Vorteile der beiden Strukturen nach der bekannten obenbeschriebenen Technik, aber nicht die Nachteile derselben auf.

Nach der ersten Ausftthrungsfonn (Fig. 4)

der Photo-Darlingtonanordnung nach der Erfindung werden die Basiszonen 40, 41 (z.B. vom p-Leitungstyp) bereits

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bei der Diffusion als gesonderte Zonen gebildet. Die genannten Basiszonen sind über einen Teil ihres respectiven Umfangs nahe beieinander angeordnet j sie liegen über den genannten Teil an ihren Rändern 4Oa und 4ia einander gegenüber.

Nach der Erfindung sind die genannten

Basiszonen 4O und 41 einerseits nur durch ein streifenförmiges Gebiet 42 vom n-Leitungstyp der unterliegenden epitaktischen Schicht 11 zwischen den einander gegenüber liegenden Rändern 4Oa und 4ia getrennt, während andererseits die genannten Basiszonen 40 und 41 über die ganze verbleibende Länge ihres Randes, wie die Teile 4Ob und Jf 1b, durch eine Nut 43 begrenzt sind, deren Tiefe mindestens bis zu der Schicht 11 reicht.

Die auf diese Weise erhaltene Struktur ist vom "mesaplaharen" Typ: Einerseits ist sie durch das Vorhandensein der Nut 43 vom Mesatyp und andererseits ist die genannte Struktur vom planaren Typ, weil der Phototransistor T₁ und der.Transistor T„ nicht durch eine Nut voneinander getrennt sind.

Durch diesen Strukturtyp weisen die Basiszonen 4O und 41 nur in dem Teil ihrer einander gegenüber liegenden Ränder 4Oa und 4ia grosse Randkrtimmungen auf. Nach der Erfindung isst der Trennstreifen aber schmal; dadurch wird erreicht, dass die Ersclaöpfungszonen der Basis-Kollektor-TJbergänge bei genügend hoher Kollektor-Basisspannung ineinander übergehen. Die Erschöpfungszone weist auf der Seite der Kollektorzone 44 ein praktisch

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ebenes Profil auf, das mit der gestrichelten Linie 45 angedeutet wird; dadurch wird in erheblichem Masse die Gefahr eines Durchschlags zwischen den beiden Basiszonen und den Kollektorzonen herabgesetzt. Infolge der Tatsache, dass die Durchschlaggefahr ebenfalls über die Nut 43 gering ist, wird mit der Struktur nach der Erfindung in bezug auf das Hochspannungsverhalten ein angemessener Fortschritt im Vergleich zu der Struktur nach Fig. 2 erhalten.

Im Gegensatz zu der Struktur nach Fig. 3

kann mit der Struktur nach Fig. 4 die Herstellung einer leitenden Verbindung zwischen der Emitterzone 47 des Transistors T₁ und der Basiszone 41 des Transistors Tp mittels eines Metallstreifens erhalten werden. Dieser Metallstreifen 46 ist gegen die unterliegenden Gebiete, die vom genannten Streifen überbrückt werden, mittels einer dielektrischen Schicht 48 isoliert. Diese Schicht 48 schützt teilweise den verbleibenden Teil der aktiven Oberfläche der Struktur, und zwar einerseits die Einfallszone der Strahlung,-die an der Oberfläche der Basiszone 4O dem Pfeil F gegenüber liegt, und andererseits die Ränder der angrenzenden Nut 43. Wie dies bei den Strukturen nach den Figuren 2 und 3 der Fall ist, werden eine metallisierte Zone 49 für den Kontakt auf der Basiszone des Transistors T- und eine andere metallisierte Zone auf der Emitterzone 4l des Transistors T gebildet.

Nach, einer weiteren Ausführungsform

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(Figuren 5 und 6) einer Photo-Darlingtonanordnung nach. der Erfindung sind die Basiszonen 6o und 61 derart angeordnet, dass die Basiszone 61 des Transistors T„ die Basiszone 6o des Phototransistor T völlig umgibt. Nach der Erfindung sind die genannten Basiszonen 60 und einerseits nur durch ein streifenförmiges Gebiet 62 der unterliegenden epitaktischen Schicht 11 zwischen den einander gegenüber liegenden Rändern 6Oa und 6la voneinander getrennt, während andererseits die genannten Basiszonen 60 und 61 von einer Nut 63 begrenzt sind, deren Tiefe wenigstens bis zu der genannten epitaktischen Schicht 11 reicht.

Wie dies für die Struktur nach Fig. k der

Fall war, ist die Verbindung zwischen der Emitterzone des Phototransistors T₁ und der Basiszone 61 des Transistors T„ durch einen Metallstreifen 66 hergestellt, der von der aktiven Oberfläche der genannten Struktur durch eine dielektrische Schicht 68 getrennt ist. Diese Schicht 68 erstreckt sich weiter einerseits an der Oberfläche der Basiszone 6O des Photo transistors T.. dem Pfeil F gegenüber, der das Strahlungsbündel angibt, das auf die genannte Basiszone 60 gelangt, und andererseits in der angrenzenden Nut 63, in der die genannte Schicht 68 eine schützende und passivierende Funktion erfüllt. Der Kontakt auf der Basiszone des Transistors T₁ wird durch die metallisierte Zone 69 dargestellt, während die metallisierte Zone 70 den Kontakt mit der Emitterzone

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des Transistors T_ bildet. Der Kontakt auf der Basiszone des Transistors T_p wird mit leitenden Streifen 72 versehen, die mit dem Metallstreifen 66 verbunden sind.

Ein anderer leitender Streifen 73» der

ebenfalls mit dem Metallstreifen 66 verbunden ist, folgt dem Verlauf des streifenförmigeh Gebietes 62. auf dem Teil, der sich in der unmittelbaren Nähe der Emitterzone 67 des Transistors T₁ befindet (d.h. das Quadrat links oben in Fig. 6).

Dieser leitende Streifen 73 erfüllt die

Funktion einer Feldelektrode; der Streifen trägt dazu · bei, dass die Erschöpfungszonen, die die Basiszonen der Transistoren T₁ und Tp umgeben, in dem mit dem leitenden Streifen 73 bedeckten Teil des streifenförmigen Gebietes 62 ineinander übergehen. Das durch den Metallstreifen 66 und die leitenden Streifen 72 und 73 gebildete Gefüge stellt die Verbindung zwischen der Emitterzone des Phototransistors T₁ und der Basiszone des Transistors Tp her.

Die Herstellung einer Photo-Darlington-

anordnung, deren Struktur nach Figuren 5 und 6 entspricht, wird nachstehend in bezug auf ihre wesentlichen Herstellungsstufen im Detail an Hand der Figuren 7^a "bis 7© beschrieben.

Es wird von einer Siliciumscheibe 10, z.B. vom η -Leitfähigkeitstyp und mit einer Dicke von 250/Um, ausgegangen, wobei diese Scheibe mit Antimon dotiert ist 'und somit einen spezifischen Widerstand in der Grossen-

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'Zuordnung von 0,01 XL.cm aufweist. Auf einer Hauptoberfläche 10a der genannten Scheibe wird dann eine epitaktische η-leitende Schicht 11 abgelagert, die mit Phosphor dotiert ist und einen spezifischen Widerstand von 40-1*-. cm aufweist (Fig. 7^a) » wobei die Dicke der'genannten Schicht 55 bis 65/^uni beträgt.

Von der oberen Fläche 11a der Schicht 11

her wird danach eine lokalisierte Bordiffusion durchgeführt, um die p-leitende Basiszone 60 des Phototransistors T₁ und zugleich die Basiszone vom gleichen Leitfähigkeitstyp des Verstärkertransistors T_? zu bilden. In den genannten Basiszonen, deren Dicke 5 bis 8 ,um beträgt, ist der Oberflächenwiderstand gleich 100 bis 200XL pro Quadrat (Fig. 7b).

Nach den Basiszonen 60 und 61 wird die

Emitterzone 67 des Transistors T₁ gebildet, wobei die letztere Zone durch eine Phosphordiffusion erhalten wird, während der Oberflächenwiderstand in den genannten Zonen 67 und 71 2 bis 10 S*-pro Quadrat beträgt; die erreichte Diffusionstiefe ist 3 bis 6.Um (Fig. 7c).

Dann wird zu der Bildung der Nut 63 übergegangen; die Tiefe dieser Nut beträgt 30 bis 120 ,um. In dieser Stufe wird dann die bisher erhaltene Struktur mit der passivierenden Siliciumoxidschicht 68 überzogen. Die Dicke dieser Schicht 68 beträgt 1 bis 3/Um (Fig. 7<i) ·

Nun müssen nur noch Kontaktfaster in der Schicht 68 auf der Basiszone 60 und der Emitterzone 67 des Phototransistors T₁SOWXe auf der Basiszone 6i und der Emitterzone 71 des Transistors T_ gebildet werden, wonach durch Aufdampfen und Ätzen z.B. von Aluminium die Metall-609837/0708

schichten und -streifen 6°-, 70, 72 gebildet werden.

Die im obenstehenden Beispiel gegebenen Zahlenwerte beziehen sich auf eine Photo-Darlingtonanordnung, die gegen Kollektor-Basisspannungen in der Grössenordnung von 6OO V beständig ist. Für die Breite des streifenförmigen Gebietes 62, an der Oberfläche 11a der Schicht 11 gemessen, ist "dann ein geeigneter Wert 20,um (19 bis 21 .um).

Es ist einleuchtend, dass für Anordnungen mit anderen Kollektor-Basisspannungen die obengenannten Werte innerhalb weiter Grenzen geändert werden können; dies gilt insbesondere für die Werte der Dicke und des spezifischen Widerstandes der Schicht 11, der Tiefe der Nut 63 und der Breite des Gebietes 62.

Ausserdem beschränkt sich die Erfindung nicht auf die hier gegebenen Beispiele, in denen npn-Transistoren verwendet werden; die Erfindung bezieht sich auch auf den Fall, in dem pnp-Transistoren verwendet werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE: * /Ρ·

1.J Halbleiteranordnung mit einem Halbleiter-

körper und mindestens zwei Transistoren mit einer gemeinsamen Kollektorzone von einem ersten Leitfähigkeitstyp, in der die Basiszonen der beiden Transistoren gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Basiszonen über wenigstens einen Teil ihrer einander gegenüber liegenden Ränder durch ein streifenförmiges Gebiet aus Halbleitermaterial vom ersten Leitfähigkeitstyp voneinander getrennt sind, wobei die Breite dieses streifenförmigen Gebietes derart gewählt ist, dass im Betriebszustand die Erschöpfungszonen der beiden Basiskollektor-TJbergänge ineinander übergehen, und dass die beiden Basiszonen ausserhalb des genannten streifenförmigen Gebietes und über den ganzen verbleibenden Teil ihres Randes von der ¥and einer Nut begrenzt werden, die eine grössere Tiefe als die Basis-Kollektor-Ubergänge aufweist·

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass das genannte strexfenförmige Gebiet vom ersten Leitfähigkeitstyp die ganze Zone zwischen den genannten einander gegenüber liegenden Rändern der beiden Basiszonen beansprucht.

3· Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, bei

der die Anordnung exne Photo-Darlingtonanordnung bildet, die einen Phototransistor enthält, der mit einem Verstärkertransistor gekoppelt ist, welche beiden Transistoren vom gleichen Typ sind, wobei die Emitterzone des

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Phototransistors gleichstromraäsig mit der Basiszone des Verstärkertransistors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Verbindung zwischen der genannten Emitterzone und der genannten Basiszone auf einer auf dem genannten streifenförmigen Gebiet gebildeten Isolierschicht liegt.

4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3»

dadurch gekennzeichnet, dass die Basiszonen des Phototransistors und des Verstärkertransistors nebeneinander liegen und die genannte Nut jede der Basiszonen teilweise umgibt.

5· Halbleiteranordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Basiszone des Phototransistors über den ganzen Rand von der Basiszone des Verstärker transistors umgeben wird und von dieser durch das streifenförmige Gebiet getrennt ist, wobei die Nut die Basiszone des Verstärkertransistors völlig umgibt.

6. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen 3 und 5» dadurch gekennzeichnet, dass die genannte leitende Verbindung das ganze streifenfÖrmige Gebiet bedeckt, . ·

7. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass, an der Oberfläche gemessen, die Breite des streifenförmigen die Basiszonen voneinander trennenden Gebietes mindestens 1Oyum und höchstens 60 ,um beträgt. ,

8. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen

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3, 5 und 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektorzone durch eine η-leitende epitaktische Siliciumschicht mit einem spezifischen Widerstand von hoSL .cm und einer Dicke von mindestens 55/^uund höchstens 65/Um gebildet wird, die auf einem n- leitender.. Siliciumsubstrat mit einem spezifischen Widerstand von etwa 0,01-Q. .cm abgelagert ist, während die diffundierten p-leitenden Basiszonen des Phototransistors und des Verstärkertransistors einen Oberflächenwiderstand zwischen 100 und 200 Xi- pro Quadrat und eine Tiefe von mindestens 5/^um und höchstens 8 ,um aufweisen und die Breite des streifenförraigen die' Basiszonen trennenden Gebiete an der Oberfläche mindestens 19 /Um und höchstens 21 ,um beträgt, während die diffundierten Emitterzonen des Phototransistors und des Verstärkertransistors einen Oberflächenwiderstand zwischen 2 und 10SL pro Quadrat aufweisen und die Tiefe der angrenzenden Nut zwischen 30 und 120 ,um liegt.

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