DE1514209A1 - Transistor fuer niedrige Stroeme - Google Patents

Description

• Transistor für niedrige Ströme Die Erfindung betrifft Halbleiter und insbesondere einen sehr kleinen:passivierten, mit doppelt diffundierten Übergängen bersehenen Transistor, der sich insbesondere für Anwendung bei sehr hohen Prequenzen und für' hohe Schaltgeschwindigkeiten bei extrem niedrigem Verbrauch im Betrieb und sehr niedrigen Stromwerten eignet.
• Paasivierte, mit doppelt diffundierten Übergängen.versehen@ Tran-Bistoren, die im folgenden als doppelt diffunlierte Transistoren bezeichnet werden-sollen, sind solche Transistoren, bei denen der Kollektor und Emitter durch selektive Behandlung'bestimmter Bereiche nur deshalb Leitermaterial, aus dem sie hergestellt sind, unter Anwendung der Pestkörperdiffusiona-techniken hergestellt a.Ind. Die kleineren Ausführungsformen derartiger Transiätoren haben einen sehr niedrigen leckstrom und lassen sich daher mit geringeren Verlusten betreiben als andere Arten,

  K] ---: ine doppelt clilitindierte- Tranaletoren, die weniger Leistung im

  verbra=beng werden für die Raumfahrt gebrauchtg da we-

  gQn der kleineren für sie erforderlichen Stromveroorgungseinhei-

  terl #ulch nur Ve-ebindunge- und Steuerungseinricht.ungen geringerer

  Gr;##;ßiri In d'en 'fileltraum befördert zu aerden brauchen. Außerdem sind

  oolcht kleing Transis-toren allgemein bei Rechnern und anderen

  Paraendungufällen, wo --a auf eine hohe Bauelemüritedichte ankommt,

  aehr erwünscht.

  Jeddah ist der Verbrauch auch der kleineren doppelt-diffundierten bekannten Tranöistoren jo hochv daß die entwickelte Wärme bereits die Grenze erreicht, die wetpen, der Kühlungsprobleme einer dichteren Anordnung In einem vorgeg6benen Raum gesetzt ist. Da die von einem rürbrauchte und in Wärme umgesetzte Leistung von seiner Betriebsspannung und seinem Betriebsstrom abhängt, und ein Transistor iernee eine nur geringe Betriebsapannung hat, ergibt oich, daß die Leistung", die erzeugte Ritze',nur.durch eine starke Verringerung des Betriebsstromes des Transistors wesentlieh herabgesetzt werden kann. Bei den bekannten Transistoren kann dies jedoch leider nicht getan werden, da sie bei niedrigen Strömen nicht richtig arbeiteng aeil die Verstärkung eines Transistors mit dem Betriebsetrom sehr schnell abfällt, oo daß ein hoher Betriebestrom notwandi.g iot. Außer der ge.,:#ir;een Verstärkung bei niedrigen Strömen schalten bekannte Transistoren bei niedrigen Strömen nicht schnell, weil die Schaltgeschwindig.keit diese ' r Transistoren bei niedrigen Stromwerten zum großen Teill.#%14rig Zeit bestimmt wird, die zur Umladung der Kapazitäten der Transistoren erforderlich ist. Je niedriger diese Kapazitäten sind, desto höher ist die Schaltgeschaindigkeit. Der größte kapazitive Einfluß, der diese Begrenzungen mit sich bringt, kommt vom Kolletor; die Kollektorkapazität hängt unmittelbar mit der Kollektorgröße, also mit dem Kollektor-Basie-pii-Übergang zusammen, und es hat den Anscheih, als wenn die praktisch geringste Größe bei bekannten schnellechaltenden Transistoren erreicht worden sei.

  Die Kollektorkapazität bekannter-UltrahochfrequenztransLatoren

  #.s13 sehr geringe,- ' n.ber sie ist dennoch so groß, daß sich die -Hoch-

  ln denen sie aur sel,#iar P.b

  1.11-ese Kapazität mull kompensiert #wirden und die hie7,

  zu verv!eridcteii Ermpensationsmittel sind in der teuer und

  wirken sich ungünstig auf die Verstärkungseigeia-,chaften aus.

  Die Kapazität sogar des kleineten bekannten Transiatora-ist in gewissem blaße für eine Itstatilität verantwortlich, Bei vielen normalerweise nichtech-wingenden Tranaistorschaltungen können Bedingungen eintreten, die ein Schwingen zur Folge haben, Ein nolches Schwingen verhindert jedoch nicht nur den normalen Betrieb der Schaltung,"sondern kann auch die Transistoren beschädigen oder zerutören, Es läßt sich zeiteng daß diese Instabilität praktioch nicht auftritt, wenn die Kapazität der Schaltung sehr kl.eln iat,--Es ist daher wichtig, daß die verschiedenen Kapazittiteng #vIe etvia die-Kollektorkapazität, ao klein wie möglich gehalten oerden" Bei der heutigen Technologie zur Herstellung von diffundierten Transistoren für Ultrahochtrequenmanwendungen oder sehr schnelle Schaltzwecke bildet man die Baeiazone durch aelektive Diffusion und anschließenden-Aufbringen einer Emittermaeke über und innerhalb der.-Grenzen der Baeiazone aus. Durch diese Maske werden zur Bildung des Emitte-re Dotiermaterialien eindiffundiert. Da der Emitter vollständig innerhalb der Basiazone liegen muß, muß ein Abstand für den Fall einer fehlerhaften Ausrichtung des Emittere vorgesehen sein. Bei Transistoren dieser Art ist der Abotand etwa von der gleichen Größe wie.der Emitter selbst oder sogar noch größer, ao daß ein großer Teil dee Basiaj-Kollektor-Ubergangebereiches überflüssig ist, und somit unnötigeraeise eine große Kollektorkapazität entsteht. Hierdurch ist die Größe, bis-zu der die Kollektorkapazität diffundie rttr- eranbibtoren herabgesetzt werden konnte, begrenzt und damit hat auch die o-bert Grenzfrequenz und/oder die Sebaltgeschwindigkeit bei niedrigen Strömen, bei denen solche Transistoren noch arbeiten kennen, ihre Grenze gefunden.
• Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Transistors" der mitsehr niedriger Leistung arbeitet und daher einen sehr geringen Betriebestrom erfordert- Die Kollektorkapazit,-it isoll. wesentlich ge- ringer als bei gegenwärtig erhältlichen Trqnsistoren sein. 'Bin.Merkmal der Brtindung liegt darin, daß der Transistor zweiverschiedene aber miteinander verbundene Basiazonen hat, deren eine die aktive-Baeinzone darstelltt durch die Träger in den Emitter injiziert werden, während die.andere einen B#,eisteil darstellti zu dem Ohmloche Kontakte geführt werden közinen'" Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist dte gleichzeitige Diffusion von Dotiermaterial durch ein Paar nebeneinander liegender jedoch getrennter Ufnungen in einer Diffusionemaake zur Auabildung verschiedener jedoch mitei nander verbundener Baaiszoner und In der anschließenden Verwendung einer der öffnungen zur.selektiven Ausbildung einer diffundierten Emitterzone. Weitere Merkmalet Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der neuen Erfindung ergeben sich aue.den beiliegenden Darstellungen von Ausführungebeispielen und der nachfolgenden Beschreibung. Es zeigt. Pigur 1 t eine teilweise aufgebtochene Darstellung das er±indungegemäßen ,Tranaietorn; Pigur , 2 t eine porapektivische Darstellung des im Transistor nach Figur 1 verwendeten Halbleiters; pigur.2.-ein Teilochritt längs der linie 3-3 der Figur 2; -pißur 4.-ein Diagramm der Stromverstärkung hFE über dem Kollektorstrom I zu dem Transistor nach Figur 1; Zißurea.5A biL3 JH-; einzelne Schritte der Herstellung des Halbleiters gemäß der Erfindung; Fiaur 6 t, den Halbleiter eines Peldeffeittranaistorat der im wesentlichen in der gleichen Art wie der in den Piguren 2 und 3 dargestellt@ Transistor hergestellt werden kann:mit der Ausnahmeg daß eine besondere Elektrode vorgesehen ist;.
• Zigur 7_ einen.weiteren Peldeffekttranaistor entsprechend dem in den Piguren 2 und 3 dargestellten Transistor mit der Ausnahmei daß ein. besonderer Diffusion.sachritt bdi der Herstellung vorgesehen ist, und Figur 8: eine Schaltung zur Messung der Schaltdaten der erfindungegemäßen Transistoren.
• Die erfindungsgemäßen Transistoren zeigen elektrisch gesehen, eine hohe Stromverstärkung bei niedrigen Betriebeströmen und sie haben eine eehr geringe Kapazität, Aus diesem Grunde benötigen sie nur eine sehr geringe Leistung und sind schnell und stabil im Betrieb. Im Aufbau-unterscheiden sie sich wesentlich von den übliliehen doppelt-diffundierten Transie.toreng da sie zwei Baäiszonen haben, die...-zur Bildung der Basis aneinander angrenzen und da ihr Emitter absolüt zentrisch zu einer der beiden Basiezolien liegt. Das Besondere am Herstellungsverfahren liegt darin, daß die Basis durch gelektive Diffusion zweier Basiazonen in zwei Öffnungen in einer Diff#u-sionsmaske in einer solchen Weise ausgebildet witdo daß die beiden Basiszonen in einem Bereich unterhalb der Naske aneinanderangrenzen. Anschließend wird der Zmitter innerhalb einer *dieser Zonen eindiffundiert. Da eine dieser beiden Öffnungen. zur Ausbildung des Emitters benutzt wirdv Ist die Bmitter und die eine Basiazone von selbst so miteinander ausgerichtetg so daß die Basiazone sehr klein sein kanng ohne daß Fehler in der Ausrichtung auftreten. Hiermit läßt sich ein kleiner Und wesentlieb verbesserter Hochfrequenztranaistor heratelleng dessen Emitter und Basiaanordnung einige ungewöhnliche Betriebeeigenschaften bietet. Zur Veranachaulichung ist ein doppelt-diffundierten npn-Tranaistor gewählt worden. Doppel-diffundierte pnp-Tranaistoreng die im wesentlichen das gleiche Aussehen und eie gleichen verbesserten Eigenschaften haben, sind im Rahmen dieser Erfindung ebenfalls bereits hergestellt worden. Außer gewissen Unterschiedeng die sich daraus ergeben, daß Detiermaterialien-deo*entgegengesetzten Leitungstyps zur Herstellung von doppelt-diffundierten pnp-Transietoren erforderlich eindg ist das 11e2stellung8verfahren grundsätzlich,das gleiche. Die Erfindung bezieht sich daher auch auf derartige Transistoren. Der in Figur 1 dargestellte zusammengebaute npn-Transistor 11 enthält einen Halbleiter 12, der in üblicher l-Veise auf einen Dreileiter-Montagesockel 14 üblicher Glas-Metallbauweise aufgelötell ist. Als Zuleitungen zu den Emitter- und Basiselektroden 16 und 17 des Transistors dienen dünne Drähte 18 und 19, die mit den Elektroden 16 und 17 auf der Oberfläche des Halbleiters 12 und mit den Oberseiten der Zuleitungen 21 und 22 des Sockels verbunden sind. Der dritte Leiter 23 ist umgebogen und mit dum Sockel 14 verbunden; er steht mit dem Kollektor des Transistors über den Boden des Halbleiters 12 in Verbindung. Ein hermetischer Verschluß wird durch die Kappe 24 gebildetg die auf den Sockel 14 aufgeschweißt ist" Die Leitungen 21, 22 und 23 sind unterhalb des Sockels 14 abgeschnitten dargestellt. Der Üalbleiter 12 selbst ist in Figur 2 Und im Querschnitt in Pig-ur 3 dargestellt. Er.enthält ein Siliziumplättehen 26 mit einem n-leitenden Bereich 27 über einem n+-Bereich 28. Der obere Teil des Plättehens 26 ist mit einem Film 30 aus Siliziumdioxyd oder einem anderen geeigne'ten dielektrischen Material überzogen. Auf der Oberseite des Filmen 30 befinden sich zwei Aluminiumelektroden 16 und 17, die sich durch zwei Öffnungen im Film 30 hindurch erstrecken und Kontakt zu der Emitterzone 32 und der einen Baeiazone 33 der beiden miteinander verbundehen Baeinzonen 33.und 34 bilden. Die Basiebreite den Transistors ist am Oberflächenbereich 35 am,.geringsten. Der Boden des Plättcheno ist mit einem Goldf2m 36 metallisiertg so daß eine elektrische Verbindung gebildet wird und sich der Halbleiter 12 mit dem Sockel 14 verbinden läßt. Der Emitter 32 befindet sich genau in der Mitte der zweiten Basiszone 34 und bildet eine Basisbreite in dieser Zone 349 die an der Oberfläche wesentlich schmaler ist als in dem unteren Teil, Figur 4zeigt eine logarithmische Darstellung . h PE über I 0 für Transistoren gemäß dieser Erfindung# wobei h FE die-Gleichstromverstärkung in Emittergrundschaltung und Ic der Kollektorstrom ist. Die Kurve hat zwei Maxima 40 und 41. Bei einem üblichen Transistor hat das Diagramm h über I dagegen nur ein einziges Maximum* die Cha-PE 0 9 rakteristik g.leJ..-ht der von zwei parallel geschalteten Transistoren, e.e-cer, Wer4-le für li j. Werten des Kollektor-,FE bei verschiedener stromes ein Maxi.-mum haben. Das Maximum 40 von h EI, erscheint bei einem Kollektorstromg der geringer als 0,01 Tilikroampdre beträgt und man siehtg daß der Transistor eine gute Stromverstärkung hat, Di:,iiiit kann dieser Tran-' eistor als Verstärker oder Schalter bei niedrigen Strömen noch unter 0.,001 Mikroamp4re betrieben verden. Diese Strowwerte lieben weit unter denen, die bisherige Transistoren erforderten" Man nimmt an, daß der Tr"ainißtor in dtjr Iii Pigur 4 darge-Eitellt011 l#,eioe arbeitet, weil. die Baeinbreite an der Ob(",rflä(,liP, recht gering und tiefer Im Material. größer int, wobei die kleine breite den unteren Teil der h PE- (iharaliterJatiY ausmacht, die andere Abmenoung dage die hpj.].-CltarakterJotik2 deren Maxiinum bei einem höh(iren Strom liegtx zur Folge hat. Wenn der Stom anwächstg so tritt ei.-eie TragerinjAktion, wie man nnnimmt, vorzugsweir..,#o tun deni engen Bereieh 35 (1111g## 3) an dor Oberfläche eing bin hrIE bei einem Wertt de#r durch einen Transistor mit dieser Dai3JfibraJ.-tc und dem zugehörigon Emitterbereich gegeben istp ein Maximum erreicht,. und dann mJ-I#- weiter wachsendem EUrom wieder Wonn dann tiefer in der Basiazone einr.
• Injektion eintritt, zei,#t h#ri#, mit wacliu(;ndeni S)trom ein weiteree Maximum, dessen Viert durch die Basiebreite Im Inneren und den zugeh.örigen l',mitterbereich unterhalb den Emitters 32 und ribher all der Dasiazone 33 gegeben ist, Der npn-Iialbl,eit-er den Transistors wird der folgenden durch die Figuren 5A bis 511 erläuterten Deschreibung hergestellt, Die Halbleiter 12 werden aus Siliziumplättchen in Mengen von ilber 100 Einheiten pro Plättchen hergeotellt. In Figur 5 ist nur gervde ein Plättehen 50 zur Ve2anschauliol)tii,#e" cler Herstellung einer einzigen Halbleitereinheit gezeigt. Beim ersten Schritt (5A) wird ein Plättchen 50 hergestellt. indem man einen 5 Mikron starken Bereich 51 mit einem diderstanCy von etwa 095 Ohm.em auf einem 005 mm dicken n+-Träger epitaxittl wachsen läßt. Der Träger hat einen spezifischen WiderstRnd von etvia 0.001 Ohm.cm.

  Im Schritt B wir« das Plättchen zur Bildung der Pfime 30 und 30'

  aus Siliziumdioxyd auf der Flättehenzberf3"$iclii,# behandelt.

  wird in einer Dicke von,etwa 8000 bis 10000 #ngströri E#i.i.ihei-üoii.

  gebildet"

  Im nächsten Schritt ($0) werden zwei Öffnu#gen 55 und 56 durch ein bekanntes photouheiiisches Ätzverfahren im Oxyd 30 erzeugt. Bei der dargestellten Ausführung äind die Öffnungen 55 und 56 rechteckig (0,025 x 09005 mm), abowhl sie auch irgendeine andere Form haben können. Sie sind durch einen Streifen 57 von etwa 0900375 mm Breite aus Siliziumdioxyd getrennt. Beim nächsten Schritt (5D) wird-Bor in das Plättehen unterhalb der beiden Öffnungen 55 und 56 eindiffundiert und während dieses Schrittes werden durchbden Eintritt des'Bore In das 2lättehän und seitlich unter die Oxydschicht die p-Zonen 33 und 34 gebildet. Der Diffusionavorgang wird solange fortgesetztt bis sich die beiden p-Zonen 54 und 33 treffen und sich unterhalb des Oxydstreitens 57 aneinander anschließen» so daß sie elektrisch und physikalisch miteinander verbunden sind. In diesen Zonen liegt eine Oberflächenkonzentration des Bars von 1x1019 Atomen pro com vor und die Bereiche bilden p'n-Über&3ängo 63 und 64 (die Kollektor-Baein-Übergänge) dem n-blaterial 51 bis zu einer Tiefe von 3 Nikron. Während des Diffusioneaohrittea kann sich ein sehr dünner Pilz (etwa 4000 ingström Dicke) von i30reilikatglaii 58 ausbilden, der die Öff- nungen 55 und 56 abdeckt. Beim folgenden Schritt ($Z) wird das Boreilikatglas 58 gerade von einer der Öffnungen 55 entfernt# wobei die Öffnung 56 durch photographische Maakentechnik abgedeckt wird und das Plättchen geätzt wird, so claß die,öffnung 56 von dem Boreilikatglas 58 verschlossen bleibt, das als Maske gegen den Phouphor bei der nachfolgenden 'Phoophordiflusion wirkte Die Bildung von Boreilikatglas ist jedoch nicht wesentliche Man kann die Bordiffusion auch ohne Auabildung einer nennensaerten Menge von Boreilikatglan durchführeh." In diesem Fall wird die Öffnung 56 durch ein anderes Maakenmaterittli etwa diliziumdi'oxydi abgedeckt, Der ursprüngliche Siliziumdiox:,rdfilm 30 bleibt Im wesentlichen unberiihrt, ein sehr schwaches Ätzmittel während einer kurzen Zeit ver#wend'et wirdv üm den sehr dünnen Glasfilm wegzuätzen. Ein unter dem Namen "buffered steh" bekanntes Ätzmitte1. zum Bntfernen des Borsilikatglases besteht aus 4 Völumentellen einer gesättigten Lösung Von Ammoniumfluorid NH 4 P-und einem Vdlumenteil konzentrierter Fluorwasserstoffsäure. Das Plättehen wird in dieser Lösung bei 25 00 unter Ninwirkung von Ultraschall 5 Minuten lang geätzt. Die Ultraschallfrequenz beträgt 45 kR.

  du 29 Öffnung 55 eiiidif-

  Beim nächsten Schritt (5P) wird Phosphoffl

  fundiert und die Emitterzone 32 ausgebildet. Diese Zone 32 hat eine Phosphoroberflächenkonzentration von 1 x 10 21 Atomen pro com und bildet einen pn-Übergang mit der Basiszone 34 bis zu einer Tiefe bis zu etwa 2,5 Mikron. Da die Diffuaion durch die gesamte Verbildung der ersten Basiszone benutzte Öffnung hindurch eintritt, liegt die Emitterzone 32 absolut zentrisch in der ersten Basiazone 34. Damit kann die bei 35 gezeigte Trennung der B,oiabreitei gemessen an der Rberfläche des Plättehene, so klein wie möglich nein, geringer als 0,4 Igikron, weil eine'fehlerhafte Ausrichtung des Emittern'32 gegenüber der ersten Baeiazone 34 so gut wie nicht möglich ist. Während dieses Diffusionsachrittes bildet sich ein dünner Pilm 65 (etwa 1000 ingström Dick* ) von Phosphorsilikat-Durch die Ausbildung den Emittern in der beschriebenen Art ist es vorher im Schritt D möglich geweaeng die Basiezone wesentlich kleiner zu machen als es früher der Pall war, weil man gemäß der Erfindung die Basis zur Vermeidung von Pehlauerichtungen gegenüber dem ftitter nicht überzudimensionen braucht.. Die Basisgröße bestimmt natürlioh den Bereich des Kollektor-Baeiaübergangen und daher erlaubt das erfindungegemäße Verfahren die Herstelluh« einen doppelt-diffundierten Transistors mit einer wesentlich niedrigeren Kollektorkapazität als sie-frühere Transistoren zeigen, Beim nächsten Schrttt (5G) wird das Phoaphoreilikatglas 65 (Fig.52) und da* Übrige Borsilikatglas 58 (Pig. 57) durch Ätzen vog dem Plättchen entfernt. Das Boreilikatgl-an wird durch Eintauchen in ein Ätzmittel der beschriebenen Art bei'25 00 unter Ultraechall-

  g während 30 Sekunden entfernt" Dadurch U ii(.-i, sieh dafg

  c inwirkun

  Loch 55; die ande.re Öffnung 56 bleibt jedoch von dem

  glas verschlossen'g da das PhoophoraJlikatglas sehr viel schneller geätzt wird. Das offene Loch 55 wird photographisch mit einer Maske abgedeckt und das Boreilikatglas 58 wird durch Ätzen in dem genannten-*Ä'tzmittel bei 25 00 während 5 Minuten unter Ultraschalleinwirkung fortgeAtzt. Das Siliziumdioxyd 30 (Fig. 5P) auf der Oberseite des Plättchens kann vorzugsweise dort verbleiben und eine Öffnung 55 über dem Emitter 32 sowie eine Ufnung 56 über der Baeiazorte 33 belassen,.oder dieser Film 30 kann vollständig entfernt werden und ein neuer 0,zydfJ.lm oder Silizitundioxydfilm äaer irgendein anderes Material kann abgelagert werden und in dieses Oxyd werden dann Öffnungen oberhalb des Emitters 32 und der zweit-en Basiazone 33 durch photographische Ätzverfahren gemacht. In jedem F"ille.ist die Lage der Öffnungen 55 und 56 gegenüber den. Begrenzungen (gestrichelte Linien) der diffundierten Zonen 32, 33 und 34 im wesentlichen so, wie es die Draufsicht von Pigur 5G zeigt.
• Bei dem Metallisierungsschritt 5H wird etwa 1 Mikron Gold 36 auf der Unterfläche des Plättehens 50 angebraelit und auf der OberflWi# che wird Aluminium aufgedampft und dann durch Photoätzmethoden in die'Blektroden 16 und 17 zur Kontaktierung de.a Emitters und der Basis des Transistors geätzt. Diese Elektroden sind im wesentlichen kreiaförmig von 2 Itikron Dicke und etwa 0,067 mm Durchmesber. Schließlich wird das Plättehen in die aktiven Elemente 12 (Fig. 2) zerschnitten und-diese werden auf die Sockel 14 aufgeldtet. Dünne Aluminiumdrähte 18 und 19 werden durch Thermokompression an den Elektroden und den entsprechenden Leitern des Sockels befestigt und dann wird der Transistr 11 durch Aufschweißen einer Stahlkappu 24 auf den Sockel 14 hermetisch verschlossen. Es sei noch erwähntg-daß auch Feldeffekttransistoren, die sich durch Kanäle mit einer extremen Sottroe-Draiii--1,Unge auszeichnen, in der gleichen Weise wie der gerade beschricobene Trani3istor herstellen lasserz" Fig. 6 zeigt einen solchen Feldeffekttransistor 70. Die Ähnlichkeit zwischen ihm und dem gerade beschriebenen Transistor fällt in die Augen. Obgleie h er in einer anderen Weise arbeitet, unterscheidet er sich von dem Transistor dadurch, daß eine metallische Gate-Elektrode 71 auf aer Oberseite der Oxydoberfläche vorgesehen ist. Perner weist er den Kanal 72 auf. Die Metalleloktroden 73 und 74 bilden eine Verbindung zur Drain-Blektrode 75 und zur Gate-Elektrode 764 Die Gate-Elektroden 71 und 74.können einzeln oder beide gleichzoitig verwendet werden. Die Elektrode 77 stellt die Verbindung zur Source-Blektrode dar, Mne ähnliche Anordnung 78 ist in Fig"-7 dargestellt; jedoch ist in diesem Feldeffel#-ttranaistor 78 der Kanal 79 durch Diffusion eines n-Dotiermaterials zur Bildung der n-Zone 80 ausgebildet worden. In jedem Palle erlaubt die gerade im Zusammenhang mit einem npn-Transistor beschriebene blethode mit geringen Abwandlungen die Ausbildung extrem schmaler Kanäle, die die Hodhfrequenzeigenschaften von Feldeffekttransistoren wesentlich verbessern. Bei dem Peldeff-okttranaistor nach Pig. 7, bei-,dem der Kanal 79 tatsächlich vorhanden ist, und nicht induziert ist.(real rather than induced) unterscheidet sich'daa Verfahren dadurchp daß eine sehr flache Oberflächendiffusion ausgeführt wirdg um die flache Kanalz*one 80 zu bilden, wobei man ein Dotiermaterial wie Arsen verwendetg bei. dem die Diffusion wegen seiner Diffuslonskonstanten im Siliziux sehr langsam vor sich geht, damit der Kanal während der nachfolgenden Viärmebehandlung flach beibt. Das Plättehen wird dann von dem Oxyd abgezogen und man läßt einen neuen - Oxydfilm entsprechend dem Pilm 30 in Pig. 5B*:wachsen und die weitere Behandlung entspricht im wesentlichen der für den npn-Transietor bereits beschriebenen. Der 2eldeffekttranaistor hat eine Source-Elektrode 81 eine Drain=Elektrode 82, einen Kanl 79, eine-n Gate-Ubergang 889 Gate-Verbindungebereiche 83 und 84, eine Gate-Blektrode 85, eine Drain-Blektrode 86 und eine Source-Blektrode 87, Typische Charakteristika von npn-Transistorenj wie sie im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis,5 beschrieben sind, sind in Tabelle I dargestellt, die für eine Kollektorvorspannung V, von +5 Volt (wenn nicht anders gekennzeichnet) in Emittergrundschal-tung gelten.

  T a b e 1 1 e I

  .hFE (bei niedrigem Strom): 150 10 = 1 /UA

  hFE .(bei höherem'Strom)ts 50 IC = 1000 /UA

  =je

  I bei dem h.. 1-10 nanoampdres (niedriger

  wert)

  0 .025'pP bei V =30 Volt (etwa 40 % dieser Kapazität kommt von

  0 , -der Kapazität der Baeiselektrode 17)

  Kollektor-Basieleckstrom I Co : 4-5 pA @ Ve =10 V

  Emitter-Kollektor-Spannungsabfall 0907 bis 091 V @ 1 0 =200 /UA

  bei Sättigung ib JO./

  VOB(SAT:

  Verstärkung und Bandbreite 600 MHz @ ic = 1 mil

  (Frequenz bei bei der '#jechsel- V = 5 Volt

  stromverstärkung = 1

  (Emitter-Grundschaltung». f T

  Schaltgeschwindigkeit Verzögerungszeit td 095 Mikrooek.

  in der Sahaltung nach Anatiegstbit e 045 Mikroseke

  Fig. a: r

  Speicherzeitzt, 9908 Mikrosek.

  Abfallzeit tf 096 Mikrosek.

  Die erfindungagemäßen Transistoren haben sehr wesentliche und besonders erwünschte elektrische Eigenschaften, insbesondere da sie eine gute atromverstärkung bei niedrigen Strömen zeigen, eine niedrige Kollektorkapazität und einen guten Wort für'Verstärkung ma# Bandbreite haben, und sehr schnell arbeiteng und in diesen Eigenschaften den bisherigen Transistüren überlegen sind.

Claims (1)

1. Patentansprüche Halbleiter mit zwei pn-Übergängen und einer ersten und einer zweiten Zone verschiedener Leitfähigkelt im Halbleiterkörperg d a-d u r o h g e k e n n z e i o h n e ti daß die Zone des zweiten Leitfähigkeitatype zwei Abschnitte (33, 34) aufweistg die aneinander angrenzen und sich in den Körper (27, 28) des Halbleiters (26) in einer bestimmten Tiefe hineinerstrecken und sich gegenseiti'g ein Stück überlappen und zwar bis zu einer Tiefe$ die geringer ist als die Tiefe der Abschnitte, über denen sich die Ab- schnitte (339 34) nicht gegenseitig-überlappen und daß die Zone (32) des ersten leitfähigköitetZrpe sich in den einen Abschnitt (34) in eine bestimmte Tiefe erstreckti die gerin8er ist als die Tiefe des einen Abschnitte (34).der zusammen mitäem Körper (27* 28) des Halbleiters einen Übergangstranaistor bildet. Halbleiter nach Anspruch 1, d a d u r o h g e k e n n z e i o hn e ty daß die Zone des zweiten leitfähigkeitstype einen dünnen Abschnitt (35) auf der Oberfläche hat von einer gerin..,eren Dicke als der Differenz zwischen-der Tiefe der eruten Zon« (34) und der zweiten Zone (32). Halbleiter nach Anspruch 1 und 2, d a.d.u r c h g e k e n nz e i c h.n e tg daß ein dielektrischer Film den dünnen Bereich bedeckt$ über dem eine Metallelektrade (71) vorgesehen ist, die einen Teil der Gate-Elektrode eines Peldeffekttransistors bildet. Halbleiter naoh'AnaprÜch 1 un'd.2# g e k e n n z e i o )i n e t d u-r o li eine Kanälzone (79)v die eiti Dotiermaterial dea.ersten Leit:tähXgkeitetyps-autweistl das über einen dünn en Bereich.diffundiert ist und sich vo.m Körper des Halbleiters (81)zu dem einen Abschnitt (82) erstreckt und einen pn-Übergang mit dem dünnen Teil zur Bildung eines.Peldeffekttranaistore. Verfahräh zur Herstellung* einte- Halbleiters nach Anspruch 1 und 2-9, g e k e n'n z e i c h n e t d u r o h die Verfahrensachrittt a) Ausbildung zwei offener Bereiche (559 56)-in an eich-bekanhter Weise #m der Obeirfläche. eines Körpers (51) eines gegebenen Leittähigkeitetype den Halbleiters; b) gleichzeitigen Eindiffundieren eines Materials des entgegengesetzten Leitfähigkeitetype in den Halbleiter an den offenen-Bereichen (55, 56) zur Bildung zweier Abschnitte (33o 34) in dem Körper (51, 02)9 die an einem Teil ihre r"Tietenabmeanung. aneinandergrenzen-'und Über den restlichen Teil ihrer Tiefenabmeaaung voneinander getrennt sindj e) Bindiffundieren einea.Bereichs 32 des gegebenen Leitfähigkeitstype in einem der beiden-Abschnitte (33) 34)t wobei der Bereich (32) außer an der Oberfläche des Halbleitere völlig eingäschlossen ist und ein übergangstransistor gebildet wird. Ve--;,fahren zur Herstellung eines Halbleiters nach Anspruch 3 bis.5, g 9 k e n n z e 1 a h n e t d u r c h Eindiffundieren eines Kanals (79) eines blaterials von einem gegebenen Leitfähigkeitetyp über eir..an dünnen Bereich und Verbinden des Körpers des Halbleiters (81) mit der ersten Zone (82) zur Bildung eines Feldeffekttranzistors. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters nach Anspruch 5-9 9 e'k e n n z e i. c h li e t d u r o h Einführen (indueing) iher Kanalzone (72) in-den dünnen Bereich (72),