DE1965051C2 - Halbleiterbauelement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement aus
einem Epltaxlalplanartranslstor und aus einer In den
Transistoraufbau Integrierten, Im Betrieb den Übergang des Epltaxlalplanartranslstors In den Sättigungszustand
65 verhindernden Metall-Halbleiterdiode, bei dem eine epi-
* taktische Halblelterschlcht mit geringer Leitfähigkeit die Kollektorzone bildet, in der eine an die Oberfläche der
epitaktischen Halbleiterschicht grenzende Basiszone eingebettet ist. Innerhalb der sich die ebenfalls an die Oberfläche
der epitaktischen Halblelterschlcht grenzende Emitterzone befindet, und bei dem eine die gleichrichtende
Elektrode der Metall-Halbleiterdiode sowie die Basiselektrode ergebende Metallschicht auf der Oberfläche
der epitaktischen Halblelterschlcht angebracht ist,
die einen gleichrichtenden Kontakt mit einem an den Kollektor-Basisübergang angrenzenden Teil der Kollektorzone
und einen ohmischen Kontakt mit einem an den so kontaktierten Kollektorzonenteil angrenzenden Teil
der Basiszone bildet.
Ein solches Halbleiterbauelement ist aus »Proceedings of the IEEE«, Bd. 56 (1968), Febr., S. 232 und 233,
bekannt.
Bei Schaltkreisen mit Transistoren sind zwei statische
Betriebszustände von besonderer Bedeutung, der Zustand »Ein« und der Zustand »Aus«. Die Zeitdauer
für die Zustandsänderung eines Transistors vom Zustand »Aus« in den Zustand »Ein«, die »Anstiegszeit« genannt
werden kann, kann dadurch auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden, daß der Transistor über die Basiselektrode
mit verhältnismäßig großen elektrischen Signalen ausgesteuert wird. Dies führt aber dazu, daß der Transistor
in den Sättigungszustand getrieben wird, zum Nachteil eines weiteren Zeitfaktors für die Schaltgeschwindigkeit,
nämlich der »Speicherzeit«.
Beim Sättigungszustand von Transistoren Ist der Zustand »Ein« durch eine sehr niedrige Kollektorspannung
und einen verhältnismäßig großen Kollektorstrom gekennzeichnet. Der Zustand »Aus« Ist durch eine verhältnismäßig
hohe Kollektorspannung und einen sehr kleinen Kollektorstrom gekennzeichnet. Wenn der Transistor
gesättigt ist, ist der Kollektor-Basis-Übergang in der Durchlaßrichtung vorgespannt, und die Basiszone
spreichert eine große Konzentrat«™ an Minoritätsladungsträgern.
Bevor der Transistor als ausgeschaltet angesehen werden kann, muß der Kollektor-Basis-Übergang
In den Sperrzustand zurückgebracht werden. Die Zelt, die zur Rückführung des Kollektor-Basls-Übergangs
In den Sperrzustand erforderlich ist und »Speicherzelt«
genannt wird, ist oft der die Schaltgeschwindigkeit hauptsächlich begrenzende Faktor.
Um die Schallgeschwindigkeit von Transistoren zu erhöhen, Ist es bekannt. Im Nebenschluß zum Kollektor-Basls-Übergang
eme Schottky-Sperrschlchtdlode zu schalten, die In der Lage Ist, einen Strom In der Durchlaßrichtung
bei einer geringfügig niedrigeren Spannung als der des Kollektor-Basls-Übergangs zu führen, damit
eine Sättigung des Transistors verhindert wird. Dadurch wird verhindert, daß der Kollektor-Basis-Übergang In der
Durchlaßrichtung vorgespannt wird, was eine für die Sättigung
notwendige Bedlndung list, und dadurch wird eine Speicherung einer hohen Konzentration von Ladungsträgern
In der Basiszone vermieden. Diese Maßnahme Ist In
der eingangs genannten Literaturstelle beschrieben. Bei dem darauf bekannten Halbleiterbauelement 1st die
Metall-Halbleiterdiode (Schottky-Diode), die dem Bäsls-Kollektor-Übergang
des Transistors parallelgeschaltet Ist, von einem großflächigen Übergang gebildet. Die Sperrschicht
dieser Schottky-Diode, liegt parallel zur Sperrschicht des Basls-Kollektor-Übergangs des Transistors,
so daß sie eine parallel zur Basls-Kollektor-Kapazität liegende
weitere Kapazität bildet. Diese Kapazitätserhöhung führt zu einer starken Beeinträchtigung des Hochfre-
quenzverhaltens des Transistors, die sich durch eine
Erhöhung der Ansteigszelt und eine Verlängerung der Abfallzeit bei impulsförmiger Ansteuerung des Transistors
nachweisen läßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement
der eingangs genahnten Art zu schaffen, bei dem eine schädliche Kapazitätserhöhung durch die
Metall-Halbleiterdiode vermieden wird.
Diese Aufgabe wird bei dein Halbleiterbauelement der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein an die Oberfläche der epitaktischen Halbleiterschicht
grenzender Teil der Kollektorzone von der Basiszone In Richtung der Schichtebene längs seines
Umfangs vollständig umschlossen ist und die die gleichrichtende Elektrode der Metall-Halbleiterdiode sowie die
Basiselektrode ergebende Metallschicht mit diesem Teil der Kollektorzone den gleichrichtenden Kontakt bildet,
und daß die Emitter- und die Kollektorzone an der Oberfläche der epitaktischen Halbleiterschicht von je einer
Metallschicht ohmisch kontaktiert sind.
Bei dem Halbleiterbauelement nach der Erfindung Hegt die Zone des Halbleiterkörpers, an der der gleichrichtende
Metallkontakt, also die Schottky-Sperrschicht gebildet ist, an der Oberfläche des Halbleiterkörpers vollständig
innerhalb des Bereichs, der die Basiszone des Transistors bildet. Aufgrund dieser besonderen Geometrie
des Aufbaus des Halbleiterbauelements tritt keine schädliche Kapazitätserhöhung ein, die die Schaltgeschwindigkeit
des Transistors nachteilig beeinflussen könnte. Dadurch wird eine beträchtliche Erhöhung der
Schaltgeschwindigkeit erreicht. Aufgrund des von der Basiszone gebildeten Schutzrings wird außerdem eine
Entlastung von Punkten hoher Feldbeanspruchung am Außenumfang der Melall-Halbleiterdiode erzielt.
Vorteilhafte Ausbildungen des Halbleiterbauelements nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Halbleiterbauelement nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung durch Beispiele näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 das Ersatzschaltbild eines Halbleiterbauelements
aus einem Transistor und einer integrierten Metall-Halbleiterdiode, die zwischen der Basiselektrode
und der Kollektorelektrode angeordnet ist,
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Transistorzonenaufbaus ohne integrierte Metall-Halbleiterdiode,
Flg. 3 ein Diagramm des DurchlaE- und des Sperrstroms
In Abhängigkeit von der Spannung bei einer PN-Übergangs-Diode
und einer Metall-Halbleiterdiode,
Fig. 4 eine Oberansicht eines Epitaxlalplanartranslstors
mit einer integrierter. Metall-Halbleiterdiode zwischen
der Basiselektrode und der Kollektorelektrode nach der Erfindung,
Flg. 5 eine Schnittansicht des Transistors von Flg. 4 nach der Schnittlinie 5-5.
In der Fig. 1 bezeichnet 10 eine Metall-Halbleiterdiode
und eine Stromquelle, die bei eingeschaltetem Transistor einen Strom von einer Kollektorelektrode 14 zu einer
Emitterelektrode 16 fließen läßt. Ein Verbindungspunkt 18 stellt den Kollektorknotenpunkt des Transistors dar,
und der Verbindungspunkt 20 bezeichnet den Basisknotenpunkt. Die Widerstände 22 und 24 stehen für den
Kollektor-Basis-Widerstand bzw. den Emitter-Basls-Wlderstand. In der üblichen Weise Ist angenommen, daß
der Transistor einen Kollektor-Basis-Übergang hat, der durch die Diode 26 dargestellt ist, und einen Emitter-Basis-Übergang,
der durch die Diode 28 dargestellt Ist.
Fig. 2 zeigt einen veri'kalen Schnitt durch einen bekannten Epitaxialplanaitransistor ohne die sogenannte
Klemmdiode 10. Der Kollektorknotenpunkt 118 liegt In der Kollektorzone mit einer vergrabenen Schicht 30,
deren Dottei-ungskonzentration den Widerstand 22
bestimmt. Zusätzlich bestimmt die Dotierungskonzentration der Kollektorzone mit der vergrabenen Schicht 30
den Wert eines Widerstans 32 zwischen dem Knotenpunkt 18 und der Kollektorelektrode 14. Der PN-Übergang
zwischen der Kollektorzone mit der vergrabenen Schicht 30 und der Basiszone 34 ergibt den PN-Übergang
26, und ei-a PN-Übergang 28 wird von den Halbleiterzonen 34 und 36 gebildet. Um den Vergleich zwischen dem
Ersatzschaltbild von Fig. 1 und dem wirklichen Transistor
von Flg. 2 zu vervollständigen, ist anzugeben, daß die Dotierungskonzentration der Halbleiterzone 34 den
Wert des Widerstands 24 ergibt, und daß eine Basiselektrode 38 vorhanden ist.
Wenn eine an die Basiselektrode 38 angelegte Spannung
den Schwellenwert übersteigt, wird der Basls-Emitter-Übergang 28 in der Durchlaßrichtung vorgespannt,
wodurch der Transistor eingeschaltet wird und ein Strom aus der Stromquelle 12 fließt. Eine ckn Schwellenwert
übersteigende Spannung ergibt auch eine Durchlaß-Vorspannung an dem Kollektor-Basis-Übergang 26. Der
Transistor arbeitet dann im Sättigungszustand. Im S5ttigungszustand speichert die Basiszone eine große Konzentration
voii Minoritätsladungsträgern, die zunächst beseitigt
werden müssen, bevor der Transistor wieder abgeschaltet werden kann. Die Sättigung des Transistors kann
dadurch verhindert werden, daß die Kollektorelektrode
auf einem Potential gehalten wird, das eine. Durchlaß-Vorspannung
an dem Kollektor-Basis-Übergang verhindert, d. h. auf einem Potential, das über der Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
VC£.$ liegt. Wie bei dem bekannten Halbleiterbauelement aus
einem Transistor und aus einer sogenannter» Klemmdiode
führt die Klemmdiode 10 einen Strom, wenn die dem Transistor zugeführte Basissteuerspannung einen
vorbestimmten Wert übersteigt. Infolge ihres kleineren Spannungsabfalls in der Durchlaßrichtung bildet die
Klemmdiode 10 ansteile der Kollektordiode 26 einen Nebenschluß for den überschüssigen Basissteuerstrom
zum Kollektorknotenpunkt 18. Die beim hier zu beschreibenden Halbleiterbauelement angewendete Maßnähme,
die Klemmdiode 10 Im Inneren des Koliektor-Basis-Gebiets
vorzusehen, ergibt somit den wesentlichen bekannten Vorteil, daß die Schaltzeit des Transistors verringert
wird, so daß ein Betrieb mit größeren Geschwindigkeiten ermöglicht wird. Diese Verringerung der
Schaltzelt beruht auf der Beseitigung der Mimoritätsladungsträgerspeicherung
in der Basiszone 34 des Transistors. Als Folge davon kann die Basiselektrode 38 mit
einem größeren Signal gesteuert werden, wodurch die Verzögerungszeil und die Anstiegszelt herabgesetzt werden
können. Dennoch kann der Transistor nicht gesättigt werden, weil an den Kollektor-Basis-Überganp 26 keine
volle Durchlaßspannung angelegt wird, denn die Klemmdiode 10 führt bereits bei niedrigerer Spannung Strom.
Die Klemmdiode 10 hat praktisch keine Erholungszeit, da sie eine Majoritä'sladungsträgeranordnung ist. Die
Anordnung der Klemmdiode 10 Im Inneren des Koilektor-Basis-Geblets
bei dem hier zu beschreibenden Halbleiterbauelement ergibt den weiteren wichtiger* Vorteil,
daß Punkte großer Feldbeanspruchung am äußeren DIodenumfang vermieden werden, die bei Im Sperrbetrieb
arbeitenden Dioden ohi.e Schutzring auftreten.
Der Betrieb der bekannten Klemmdiode 10 läßt sich leichter anhand von Fig. 3 verstehen, die ein Diagramm
der Durchlaß- und Sperrkennlinien eine3 PN-Übergangs,
etwa der Kollektordiode 26, und einer Metall-Halbleiterdiode, auch Schottky-Diode genannt, zeigt. Wenn nur
die DurchlaBkennlinien betrachtet werden, beginnt die Stromführung bei der Schottky-Diode bei einer etwas
niedrigeren Spannung als bei der PN-Übergangsdiode. Bei einer Durchlaßspannung, die kleiner als die Spannung
des Kreuzungspunktes Ist, führt die Schottky-Diode Strom, während die PN-Übergangsdiode keinen
Strom röhrt. Durch die Parallelschaltung der Schottky-Diode zu dem Kollektor-PN-Übergang eines Transistors
kann also eine Sättigung des Transistors verhindert werden.
Flg. 4 und S zeigen ein Halbleiterbauelement mit einem Epitaxialplanartranslstor vom NPN-Typ nach
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Transistor
enthält eine Metall-Halbleierdiode, die in einer zur
Kollektorzone 40, 48, 54, 56 führenden Öffnung In einem Fenster 68 der Basiszone 42 gebildet ist und einen
Nebenschluß ?" der Kollektor- und der Basiselektrode in
der Im Ersatzschaltbild von Fig. 1 gezeigten Weise darstellt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Halbleiterbauelement ein Silizlumplättchen 44 mit einem Siliziumsubstrat
46, das mil Akzeptorstoffen leicht dotert ist, und mit einer epitaktisch aufgewachsenen, leicht N-IeI-tend
dotierten Siliziumschicht 48 auf. Vor der Bildung der epitaktisch aufgewachsenen Schicht 48 ist in bekannter
Welse eine vergrabene N*-Ieitende Schicht 40 durch
ein Diffusionsverfahren hergestellt worden. Die Basiszone 42 wird in der epitaktischen Schicht durch örtliche
Eindiffusion von Akzeptorstoffen gebildet, und die Emitterzonen 50 und 52 sind in der Basiszone 42 durch örtliche
Diffusion eines Donatorstoffes gebildet. Die leitende Verbindung zur vergrabenen Schicht 40 der Kollektorzone
wird durch die N*-leitenden Leitbereiche 54 und 56 hergestellt. Ein SiliziumdioxidOberzug 58 bedeckt die
Oberfläche des Siliziumplättchens 44 mit Ausnahme der Stellen, an denen Kontaktelektroden gebildet werden.
Die Emitterkontakte 60 und 62 werden an dem Siiiziumnlättchen 44 durch Metallisieren angebracht; sie bilden
nichtgleichrichtende Kontakte an der Silizlumoberfiäche der Emitterzonen 50 und 52. In gleicher Weise stehen
Kollektorkontaktelektroden 64 und 66 in nichtgleichrlchtendem Kontakt mit den Leitbereichen 54 und 56 der
Kollektorzone in Öffnungen, die in dem Siliziumdioxidüberzug 58 gebildet sind.
Zur Bildung der Basiszone 42 wurde ein rechteckiger Abschnitt des Siliziumdioxidüberzugs oberhalb der Basiszone
42 nicht entfernt. Dies ergab ein Fenster 68 In der Basiszone 42. durch das ein Teil der Kollektorzone 40,
48, 54, 56 sich an die Oberfläche des Siliziumplättchens 44 erstreckt. Eic; Metall-Halbleiterdiode ist an dem
durch das Fenster 68 an die Oberfläche tretenden Teil der
Kollektorzone durch eine Metallschicht 72 gebildet worden, die dort die Oberfläche der Kollektorzone kontaktiert
und durch die in dem Siliziumdioxidüberzug 58 gebildete Öffnung, die sich auch über einen Abschnitt
der Basiszone 42 erstreckt, ebenfalls die Oberfläche der Basiszone 42 kontaktiert. Dieser über der Basiszone 42
liegende Abschnitt der Metallschicht 72 steht in ohmischem Kontakt mit dieser, so da3 die an der Grenzfläche
zwischen der Metallschicht 72 und der Kollektorzone gebildete Metall-Halbleiterdiode einen Nebenschluß zwischen
der Basis- und Kollektorelektrode des Transistors ergibt. ·
Eine wichtige Gestaltung des hier zu beschreibenden Haibleiterbaulements besteht darin, daß die Sperrschicht
des Metall-Halbleiterkontakts der Metallschicht 72 der Klemmdiode 10 von der Basiszone 42 umgeben ist, so
daß diese einen Schutzring bildet, der Punkte hoher Feldbeanspruchung am Dlodenumfang beseitigt.
Es Ist wichtig zu bemerken, daß eine Schicht aus dem
gleichen Metall die ohmschen Kontakte 60, 62, 64 und 66 und auch einen ohmschen Kontakt mit der Basiszone 42
ergibt, jedoch einen gleichrichtenden Kontakt mit der Kollektorzone durch das Fenster 68 bildet. Dies ist beispielsweise
möglich, wenn die Kontakte aus Aluminium to oder Molybdän gebildet werden.
Elektrische Kontakte an der Emitter-, der Basis und der Kollektorzone können durch Aufbringen einer Aluminiumschicht
auf die Siliziumdioxidschicht 58 gebildet werden. Es wurde festgestellt, daß bei Slllziumbauelementen
Aluminium als Kontaktmetall vorzuziehen ist. Um einen guten ohmschen Kontakt zu gewährleisten, ist
es erwünscht, an der Oberfläche unter den Alumlnlumkontaktelektroden eine Dotierungskonzentration von
mehr als 2 · 1020 Atomen/cm' zu haben. Bor und Phosphor
sind Beispiele für Dotierungsstoffe, die In die Basiszone 42 bzw. in die Emitterzonen 50 und 52 in solchen
Konzentrationen eindiffundiert werden können. Die Kollektorzonenbereiche 54 und 56, welche den gleichen Leitungstyp
wie die Emitterzonen 50 und 52 haben und später für einen ohmschen Kontakt verwendet werden, können
In bekannter Weise gleichzeitig mit der Emitterdiffusion dotiert werden. Dagegen besteht der Teil der Kollektorzone
Im Gebiet des Fensters 68 aus einem Teil der epitaktisclvMi
Siliziumschicht 48 mit niedriger Dotierungskonzentration. Daher wird durch das Aluminium In diesem
Teil der Kollektorzone ein gleichrichtender Kontakt gebildet.
Das Halbleiterbauelement nach den Fig. 4 und 5 soll
im folgenden auch anhand eines Beispiels seiner Herstellung erläutert werden. Das Ausgangsmaterial ist eine Siliziumscheibe,
von der das Slllziumplättchen 44 in diesem Verfahrensstand lediglich ein sehr kleiner, nicht abgetrennter
Teil ist. Die Siliziumscheibe besteht aus einem Substrat 46 aus hochohmigen r-ieiiendcm Silizium mit
niedriger Dotierungskonzentration, auf dem die epitaktische Siliziumschicht 48 mit einem spezifischen Widerstand
von etwa 0,2 Ohm · cm gebildet ist. Der spezifische Widerstand der epitaktischen Siliziumschicht 48 ist wichtig,
weil es notwendig ist, daß die Dotierungskonzentration so niedrig ist, daß Aluminium oder Molybdän damit
einen gleichrichtenden Kontakt und keinen ohmischen Kontakt bildet, so daß eine Metall-Halbleiterdiode entsteht.
Andererseits darf der spezifische Widerstand nicht zu hoch sein, weil sonst der Serienwiderstand zwischen
dem Halbleiterteil der Metall-Halbleiterdiode und dem als Kollektor des Transistors wirkenden Halbleitergebiet
zu groß wäre. Somit ist der spezifische Widersta-d der epitaktischen Siliziumschtcht ein Kompromiß zwischen
diesen Faktoren.
Auf der epitaktischen Siliziumschicht wird ein Siliziumdioxidüberzug
entweder durch thermisches Aufwachsen von Oxid bei hohen Temperaturen oder durch Zersetzen
von Äthy!-o-Silan oder Silan in einem mit niedriger
Temperatur arbeitenden Abschetdungsverfahren aufgebracht.
Nach dem Diffundieren eines Isolierringes und der Leitbereiche 54 und 56 wird in bekannter Weise eine Öffnung
in dem Siliziumdioxidüberzug 58 gebildet und Bor als Dotierungsstoff zur Erzeugung der P-leitenden Basiszone
42 eindiffundiert. Eine dünne Schicht aus thermisch gebildetem Silizimoxid entsteht über der Basiszone
42 während des Borauftrags für diese Basisdiffusion. Eine weitere Öffnung wird in dem Siliziumdioxidüberzug 58
hergestellt, und dann werden die N-Ieltenden Emitterzonen 50 und 52 eindlffundiert. Nun werden in dem Siliziumdlxodlüberzug 58 Öffnungen an den Stellen gebildet,
an denen die Emitter- und die Kollektorkontaktelektrode
als ohmische Kontakte angebracht werden, während gleichzeitig die Öffnung 6«o über der leichtdotierten epitaktischen Siliziumschichl 48 für die Herstellung der
Metall-Halbleiterdiode erzeugt wird. Nach einer OberflächeniTiilgung wird eine dünne Schicht aus Aluminium
oder Molybdän mit elneir Dicke von etwa 10 bis 20 pm
auf die gesamte Oberfläche aufgedampft. Falls Molybdän
verwendet wird, wird darüber noch ein Goldfilm aufgebracht.
Die gewünschte Form der Metallkontakle wird in bekannter Weise durch die Form der Masken bestimmt,
und das nicht abgedeckte Metall wird durch Ätzen entfernt, so daß die Metallflächen übrig bleiben, welche die
verschiedenen Kontaktelektroden ergeben.
Das Halbleiterbauelement, das in dem Ausführungsbeispiel als ein Teil einer Integrierten Halbleiterschaltung
vorgesehen ist, kann für andere Anwendungen auch als Einzelbauelement ausgeführt werden.
Claims (5)
1. Halbleiterbauelement aus einem Epltaxialplanartransistor
und aus einer in den Transistoraufbau integrierten,
im Betrieb den Obergang des Epltaxlalplanartransistors
in den Sättigungszustand verhindernden Mittel-Halbleiterdiode, bei dem eine epitaktische
Halblelterschlcht mit geringer Leitfähigkeit die Kollektorzone
bildet, in der eine an die Oberfläche der
epitaktischen Halbleiterschicht grenzende Basiszone eingebettet ist, innerhalb der sich die ebenfalls an die
Oberfläche der epitaktischen Halbleiterschicht angrenzende
Emitterzone befindet, und bei dem eine die
gleichrichtende Elektrode der Metall-Halbleiterdiode is sowie die Basiselektrode ergebende Metallschicht auf
der Oberfläche der epitaktischen Halbleiterschlcht
angebracht ist, die einen gleichrichtenden Kontakt mit einem an den Kollektor-Basisübergang angrenzenden
Teil der Keiisktorzone und einen ohmschen Kontakt
mit einem an den so kontaktierten Kollektorzonenteil angrenzenden Teil der Basiszone bildet, dadurch
gekennzeichnet, daß ein an die Oberfläche der epitaktischen Halbleiterschicht (48) grenzender Teil
der Kollektorzone (40, 48, 54, 56) von der Basiszone (42) in Richtung der Schichtebene längs seines
Umfangs vollständig umschlossen ist und die die gleichrichtende Elektrode der Metall-Halbleiterdiode
sowie die Basiselektrode ergebende Metallschicht (72)
mit diesem Teil der Kollektorzone (40, 48, 54, 56) den gleichrichtend?» Kontakt bildet, und daß die Emitter-
und die Kollektorzone (50, 52 bzw. 40, 48, 54, 56) an der Oberfläche der epitaictische-.r Halbleiterschicht (48)
von je einer Metallschicht (60. »2 bzw. 64, 66) ohmisch kontaktiert sind.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone aus zwei einen
Abstand voneinander aufweisenden Emitterteilzonen (50, 52) besteht.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die epitaktische Halbleiterschicht
(48) aus Silizium des einen, ersten Leitungstyps auf einem Silziumsubstrat (46) des zweiten,
zum ersten entgegengesetzten Leitungstyps angeordnet ist, das eine vergrabene Schicht (40) des ersten
Leitungstyps und mit einer hohen Leitfähigkeit enthält, und daß die epitaktische Siliziumschicht (48) an
zwei voneinander entfernten Stellen zwei diffundierte Leitbereiche (54, 56) des ersten Leitungstyps und mit
hoher Leitfähigkeit aufweist, die sich von der Oberflä- ~°
ehe der epitaktischen Siliziumschicht (48) bis zu der vergrabenen Schicht (40) erstrecken.
4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Emitterteilzonen
(50, 52) und die zwei Leitbereiche (54, 56) der epltaktischen
Slllzlumschlcht (48) von je einer Metallschicht (69, 62 bzw. 64, 66) ohmisch kontaktiert sind.
5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Epltaxlalplanartranslstor
eine NPN-Translstorzonenfolge aufweist. w
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1969
- 1969-10-29 GB GB52981/69A patent/GB1281058A/en not_active Expired
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Also Published As
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| NL166582C (nl) | 1981-08-17 |
| NL6919569A (de) | 1970-07-02 |
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| FR2027414B1 (de) | 1973-11-16 |
| GB1281058A (en) | 1972-07-12 |
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