RU172820U1 - Биполярный транзистор - Google Patents
Биполярный транзистор Download PDFInfo
- Publication number
- RU172820U1 RU172820U1 RU2017110556U RU2017110556U RU172820U1 RU 172820 U1 RU172820 U1 RU 172820U1 RU 2017110556 U RU2017110556 U RU 2017110556U RU 2017110556 U RU2017110556 U RU 2017110556U RU 172820 U1 RU172820 U1 RU 172820U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- emitter
- collector
- transitions
- epitaxial layer
- Prior art date
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
-
- 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
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
- H01L29/732—Vertical transistors
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к полупроводниковой электронике, а именно к конструкциям биполярных транзисторов. Техническим результатом данной полезной модели является повышение надежности и повышение выхода годных биполярных транзисторов без усложнения технологического процесса. В отличие от известного устройства биполярного транзистора, состоящего из подложки, коллекторного эпитаксиального слоя, планарных переходов базы и эмиттера, покрытых слоем оксида кремния, контактных окон к этим переходам, металлизированных контактных площадок базы и эмиттера над пассивной частью коллектора, в предлагаемой полезной модели в эпитаксиальном слое под контактными площадками эмиттера и базы сформированы изолированные участки базового перехода. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к полупроводниковой электронике, а именно к конструкциям биполярных транзисторов.
Известен биполярный транзистор, состоящий из подложки, коллекторного эпитаксиального слоя, планарных переходов базы и эмиттера и металлизированных контактных площадок к ним (см., например, Колесников В.Г., Никишин В.И., Сыноров В.Ф. Кремниевые планарные транзисторы, 1974 г., с. 14).
Контактные площадки находится непосредственно в активных областях эмиттера и базы. Обычно глубина базовой области не превышает 6 мкм, а эмиттерной 4 мкм. Присоединение гибкого вывода методом ультразвуковой сварки или термокомпрессионным методом вредно воздействует на активные области, особенно на активную область эмиттера из-за ее меньшей глубины, и она может значительно деградировать из-за механического воздействия при сварке. При этом ухудшается коэффициент неидеальности p-n перехода, нормальное значение которого 1,01-1,02, а при механическом воздействии ухудшается до значений 1,1-1,2. Также уменьшается коэффициент усиления транзистора на малых токах, и растут значения обратных токов.
Кроме того, из-за больших размеров контактной площадки необходимо увеличивать размеры активных областей, что понижает процент выхода годных.
Указанные недостатки устранены в наиболее близком к предлагаемой полезной модели биполярном транзисторе, состоящем из подложки, коллекторного эпитаксиального слоя, планарных переходов базы и эмиттера, покрытых слоем оксида кремния, контактных окон к этим переходам, металлизированных контактных площадок базы и эмиттера над пассивной частью коллектора (см., например, Мазель Е.З. Планарная технология кремниевых приборов, 1974 г., с. 309).
В таком биполярном транзисторе контактные площадки находятся не в активных областях базы и эмиттера, а над коллекторной областью эпитаксиального слоя. Контактные площадки базы и эмиттера от коллекторной области изолирует диэлектрический слой из оксида кремния. Таким образом, исключается негативное влияние сварки на активные области при присоединении гибких выводов. Есть возможность расположить контактные площадки по периферии кристалла для удобства разварки гибких выводов на соответствующие траверсы корпуса.
Однако в процессе присоединения к контактной площадке внешних выводов или при контроле электрических параметров может нарушиться целостность оксида кремния под контактной площадкой, что приводит к короткому замыканию на коллекторную область. Это приводит к отказу и уменьшению выхода годных приборов. Обычно толщина оксида кремния составляет 0,8-1 мкм, при увеличении толщины в одном технологическом процессе возможна сегрегация примесей, влияющих на параметры транзистора. Поэтому для увеличения толщины изолирующего слоя оксида кремния до 1,5 - 3 мкм, необходимо нанести дополнительный слой оксида кремния методом пиролитического осаждения при температуре 800°С, что усложняет конструкцию транзистора.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение надежности и повышение выхода годных биполярных транзисторов без усложнения технологического процесса.
Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от известного устройства биполярного транзистора, состоящего из подложки, коллекторного эпитаксиального слоя, планарных переходов базы и эмиттера, покрытых слоем оксида кремния, контактных окон к этим переходам, металлизированных контактных площадок базы и эмиттера над пассивной частью коллектора, в предлагаемой полезной модели в эпитаксиальном слое под контактными площадками эмиттера и базы сформированы изолированные участки базового перехода.
Новым в предлагаемой полезной модели является то, что изолированные участки базового перехода под контактными площадками дополнительно изолируют базовый и эмиттерный переходы и защищают их от замыкания на коллекторную область.
При возможном разрушении оксида кремния образуется защитный p-n переход, который изолирует базу и эмиттер от коллектора.
Изолированные участки базовых переходов формируются в одном технологическом процессе с формированием активной области базы, поэтому формирование данных областей не усложняет конструкцию биполярного транзистора.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом. На чертеже приведен схематичный разрез предлагаемого биполярного транзистора.
Позициями на чертеже обозначены:
1 - кремниевая высоколегированная n+ подложка;
2 - эпитаксиальный слой n-типа;
3 - планарный переход базы p-типа;
4 - изолированные участки базового перехода p-типа;
5 - планарный переход эмиттера n-типа;
6 - слой оксида кремния;
7 - контактные окна к планарным переходам базы и эмиттера;
8 - металлизированные контактные площади базы и эмиттера;
9 - контакт коллектора.
Ниже описана конструкция предлагаемого дискретного биполярного транзистора и основные этапы его изготовления.
На кремниевой сильнолегированной n+ подложке 1 с удельным сопротивлением 0,01 Ом*см, со сформированным эпитаксиальным слоем n-типа 2 с сопротивлением 4 Ом*см толщиной 16 мкм путем диффузии бора при температуре 1100°С одновременно формируют планарный переход базы p-типа 3 и изолированные участки базового перехода p-типа 4 глубиной 2,5 мкм. В планарном переходе базы p-типа 3 путем диффузии фосфора при температуре 1060°С формируют планарный переход эмиттера n-типа 5 глубиной 1,5 мкм. Диэлектрический слой оксида кремния 6 толщиной 0,9 мкм сформирован сухим термических окислением поверхности кремния при температуре 1100°С. Контактные окна к планарным переходам базы и эмиттера 7 сформированы селективным травлением оксида кремния.
Над пассивной частью коллектора магнетронным распылением алюминия с последующей фотолитографией формируют металлизированные контактные площадки базы и эмиттера 8 толщиной 2 мкм. Контакт коллектора 9 с обратной стороны подложки сформирован термическим напылением золота толщиной 0,7 мкм.
При этом изолированные участки базового перехода 4 должны находиться на расстоянии не менее 17 мкм от планарного перехода базы p-типа 3, чтобы при включении защитного p-n перехода, его область пространственного заряда не влияла на активную базу.
Claims (1)
- Биполярный транзистор, состоящий из подложки, коллекторного эпитаксиального слоя, планарных переходов базы и эмиттера, покрытых слоем оксида кремния, контактных окон к этим переходам, металлизированных контактных площадок базы и эмиттера над пассивной частью коллектора, отличающийся тем, что в эпитаксиальном слое под контактными площадками эмиттера и базы сформированы изолированные участки базового перехода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110556U RU172820U1 (ru) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Биполярный транзистор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110556U RU172820U1 (ru) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Биполярный транзистор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU172820U1 true RU172820U1 (ru) | 2017-07-25 |
Family
ID=59499008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017110556U RU172820U1 (ru) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Биполярный транзистор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU172820U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4929996A (en) * | 1988-06-29 | 1990-05-29 | Texas Instruments Incorporated | Trench bipolar transistor |
SU1827144A3 (ru) * | 1991-05-07 | 1996-06-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "КМК" | Вертикальный биполярный транзистор |
RU2065642C1 (ru) * | 1992-12-23 | 1996-08-20 | Борис Михайлович Бубукин | Биполярный транзистор с изолированным диэлектриком затвором |
RU2230394C1 (ru) * | 2002-10-11 | 2004-06-10 | ОАО "ОКБ "Искра" | Биполярно-полевой транзистор с комбинированным затвором |
-
2017
- 2017-03-29 RU RU2017110556U patent/RU172820U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4929996A (en) * | 1988-06-29 | 1990-05-29 | Texas Instruments Incorporated | Trench bipolar transistor |
SU1827144A3 (ru) * | 1991-05-07 | 1996-06-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "КМК" | Вертикальный биполярный транзистор |
RU2065642C1 (ru) * | 1992-12-23 | 1996-08-20 | Борис Михайлович Бубукин | Биполярный транзистор с изолированным диэлектриком затвором |
RU2230394C1 (ru) * | 2002-10-11 | 2004-06-10 | ОАО "ОКБ "Искра" | Биполярно-полевой транзистор с комбинированным затвором |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Е.З.Мазель. Планарная технология кремниевых приборов. 1974г., стр.309. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11916069B2 (en) | Semiconductor device and semiconductor module | |
JPH0467789B2 (ru) | ||
KR101023872B1 (ko) | 메사형 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
JPH07153920A (ja) | 半導体装置 | |
US6507103B2 (en) | Semiconductor device | |
US11380764B2 (en) | Semiconductor device, method of manufacturing same, and sensor | |
JP2010287786A (ja) | 半導体装置 | |
US9245911B2 (en) | Semiconductor device | |
RU172820U1 (ru) | Биполярный транзистор | |
GB947674A (en) | Semiconductor amplifier | |
JPH1154747A (ja) | 半導体装置と半導体モジュール | |
JP2000294778A (ja) | 半導体装置 | |
GB950041A (en) | Unipolar-bipolar semiconductor device | |
JP2006310672A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
RU180907U1 (ru) | Биполярный транзистор | |
JP5779155B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2012173156A (ja) | 赤外線センサモジュール | |
JPS63299264A (ja) | 半導体装置 | |
GB1204805A (en) | Semiconductor device | |
JPH02237166A (ja) | 半導体圧力センサ | |
GB1224802A (en) | Semiconductor device and a method of manufacturing the same | |
JP2663851B2 (ja) | 光半導体装置 | |
JPS5934145Y2 (ja) | 半導体装置 | |
JPS61258471A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
JPS60219776A (ja) | シリ−ズダイオ−ド |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20210330 |