DE1027323B

DE1027323B - Flaechentransistor und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE1027323B
Application number: DES41787A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Adolf Herlet
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-12-02
Filing date: 1954-12-02
Publication date: 1958-04-03

Description

Flächentransistor und Verfahren zur Herstellung Für die Arbeitsweise eines Transistors ist es wesentlich, daß die gegenseitigen Abstände sämtlicher Elektroden möglichst klein sind. insbesondere daß die beiden Richtelektroden, von denen die eine als Emitter und die andere als Kollektor bezeichnet wird, auf möglichst großen Teilen ihrer gesamten Flächenausdehnung einander hinreichend nahe sind. Man hat deshall) die Richtelektroden auf einander gegenüberliegenden Flachseiten des Transistors angebracht und die Basiselektrode an eine der Schmalseiten gelegt. Dadurch entstehen jedoch zum Teil unerwünscht große Bahnlängen zwischen der Emitter- bzw. Kollektorelektrode einerseits und der Basiselektrode andererseits. Bei einem anderen bekannten Transistor ist die Basiselektrode auf der einen Flachseite angeordnet, w ährend a ihr gegenüber auf der anderen Flachseite die Emitter- und die Kollektorelektrode in abwechselnd nebeneinanderliegenden Teilen angebracht sind. Hier sind die Teile der beiden Richtelektroden zwar an ihren Rändern einander sehr nahe, wie es für ihre Wirksamkeit erforderlich ist, jedoch die mehr in der Mitte der einzelnen Teile gelegenen Stellen können kaum wirksam «-erden, weil die zwischen ihnen liegenden Bahnlängen ein Mehrfaches der Abstände zwischen den Rändern betragen. Demgegenüber wird mit der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung der räumlichen Verhältnisse und damit eine erhöhte Ausnutzung eines Transistors von gegebenen Gesamtabmessungen erzielt.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flächentransistor bestehend aus einem flachen einkristallinen Halbleiterkörper, z. B. aus Germanium oder Silizium oder einer All,-B\= Verbindung, dessen eine Seite die Basiselektrode trägt und auf dessen anderer Seite die Richtelektroden (Emitter und Kollektor), welche ebenso -,vie die Basiselektrode Kontaktschichten bilden und einen erheblichen Anteil der Halbleiterfläche bedecken, derart nebeneinander angeordnet sind, daß wesentliche Teile ihrer Ränder denen der anderen Richtelektroden zugekehrt sind. Erfindungsgemäß sind die Kontaktflächen der Richtelektroden durch Versenkungen oder Ausnehmungen im Halbleiterkörper, z. B. Bohrungen oder Rillen, bedeutend vergrößert, so daß die Richtelektroden die zur Flachseite geneigten, insbesondere senkrechten Wandflächen dieser Ausnehniungen bedecken.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vielfacher Vergrößerung im Schnitt schematisch dargestellt. Der Transistor besteht aus einem flachen I-Ialbleiterkörper, z. B. aus Germanium. Es kann aber auch Silizium verwendet werden oder eine Verbindung von Elementen der 11I. und V. Gruppe des Periodischen Systems. Für das Ausführungsbeispiel sei vorausgesetzt, daß der Grundkörper aus hochohmigem n-leitendein Germanium besteht. Auf der unteren Flachseite befindet sich die Basiselektrode B, z. B. aus Antimon oder einer Antimonlegierung oder einem anderen Stoff, der ein Element der V. Gruppe des Periodischen Systems enthält. Auf der gegenüberliegenden Seite des Halbleiterkörpers sind in Versenkungen die Emitterelektroden T und die Kollektorelektroden C in abwechselnder Reihenfolge nebeneinander angebracht. Die Versenkungen können z. B. als Bohrungen oder als eingeschnittene Rillen ausgeführt sein. Statt auf mechanischem Wege können die Versenkungen auch durch Ätzen hergestellt sein. Die Umwandlung des Leitfähigkeitstyps kann entweder durch Legieren oder durch Eindiffusion von Störste.llenbildnern erfolgen. Das kann z. B. in der Weise geschehen, daß zunächst die ganze Fläche, also sowohl die Aussparungen als auch die erhabenen Stellen, bei erhöhter Temperatur einer Gasatmosphäre ausgesetzt wird, in welcher sich der Dotierungsstoff, z. B. Aluminium oder Indium oder ein anderes Element der III. Gruppe des Periodischen Systems, in gasförmigem Zustand befindet. Statt dessen kann der Dotierungsstoff als zusamme.nhängende Schicht, z.13. durch Aufdampfen. Aufspritzen od. dgl., auf die Fläche gebracht und entweder bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Dotierungsstoffes durch Diffusion oder bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Dotierungsstoffes durch Einlegieren in die Oberflächenschicht des Halbleiters eingebracht werden. Hinterher werden die erhabenen Stellen z. 13. durch Ätzen, Schmirgeln od. dgl. so weit abgetragen, daß das ursprüngliche Material an der Oberfläche wieder erscheint und die in den Versenkungen befindlichen dotierten Bereiche voneinander getrennt «erden. Danach werden die letzteren in an sich bekannter Weise kontaktiert und mit gemeinsamen Zuleitungen für die Emitterelektroden einerseits und für die Kollektorelektroden andererseits versehen.
Eine entsprechende Anordnung der Elektroden läßt sich in äh;nliclier Weise auch für einen p-leitenden Halbleitergrund-körper herstellen. Für p-leitendes Germanium als Grundkörper z. B. ist unter anderem Antimon als Dotierungsmetall für die Richtelektroden verwendbar, während die Basiselektrode mit Aluminium oder Indium dotiert werden kann.
Es ist nicht nur für die Herstellung einfach; sondern auch für die Wirkung zweckmäßig, daß auch die am Grunde der Versenkungen befindlichen Oberflächenbereiche mit umdotiert sind. In der Figur sind die danach gegebenen Abstände zwischen den Elektroden mit Doppelpfeilen bezeichnet. Diese Abstände liegen praktisch zweckmäßig in der Größenordnung von 100 R.. Durch sie ist das Volumen des im ursprünglichen Zustand verbliebenen Teiles des Halbleiterkörpers mitbestimmt. Man kann der Figur entnehmen, daß sowohl das Volumen des im ursprünglichem Zustand verbliebenen Teiles des Halbleiterkörpers als auch die nicht umdotierten Oberflächenanteile besonders klein sind. Dadurch werden also Volumenrekombination und Oberflächenrekombination klein gehalten und somit günstige Transistoreigenschaften erzielt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Flächentransistor, bestehend aus einem flachen einkristallinen Halbleiterkörper, z. B. aus Germanium oder Silizium oder einer Alll-Bv-Verbindulig, dessen eine Seite die Basiselektrode trägt und auf dessen anderer Seite die Richtelektroden (Emitter und Kollektor), welche ebenso wie die ßas'iselektrode Kontaktschichten bilden und einen erheblichen Anteil der Halbleiterfläche bedecken, derart nebeneinander angeordnet sind, daß wesentliche Teile ihrer Ränder denen der anderen Richtelektroden zugekehrt sind., dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen der Richtelektroden durch Versenkungen oder Ausnehmungen im Halbleiterkörper, z. B. Bohrungen oder Rillen, bedeutend vergrößert sind und daß die Richtelektroden die zur Flachseite geneigten, insbesondere senkrechten Wandflächen dieser Ausnehmungen bedecken.
2. Verfahren zur Herstellung eines Flächentransistors nach: Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbereiche der beiden Richtelektroden gemeinsam umdotiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze, Versenkungen oder Ausnehmungen aufweisende Flachseite in einem Arbeitsgang umdotiert wird und die erhabenen Stellen bis zur Trennung der den Emitter- bzw. Kollektonelektroden zugeordneten Oberflächenbereiche abgetragen werden.
4. Verfahren zur Herstellung eines Flächentransistors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbereiche der Versenkungen oder Ausnehmungen durch Eindiffusion von Störstellenbildnern umdotiert werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung L 13150 VIII c I21 g; französische Patentschrift Nr. 1038 658.