Планарная транзисторная структура

 

ПЛАНАРИАЯ ТРАНЗИСТОРНАЯ СТРУКТУРА, с выносными контактамир содержап1ая высокоомную подложку коллектор первого типа проводимости, расположенные в ней базовую и эмиттерные области соответственно второго и первого типов проводимости, пассивирующее диэлектрическое покрытие , включающее заряд, знак которого противоположен знаку заряда основных носителей в коллекторе, диэлектрическое покрытие выполнено с перекрытием объемного заряда коллекторного р-п-перехода вокруг базовой области, металлизированные контакты к областям структуры выполнены в диэлектрическом покрытии, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения напряжения пробоя коллекторного р-п-перехода и снижения TQков утечки, эмиттерный и базовый конФакты выполнены расширенными за пределы , базовой области, а ширина L разделяющего ихпромежутка на пересечении коллекторного р-п-перехода определена следующим неравенством: .га. т . ,, QC где а - длина промежутка между контактами к областям эмиттера и базы; и максимально допустимое БЭ rtar напряжение смещения, прикладываемое к эмнттерному р-п-переходу;Ре удельное поверхностное сопротивление диэлектрического покрытия; - допустимый ток утечки 63 эмиттерного р-п-перехода при максимальном напряжеНИИ смещения; диэлектрическая постоянная диэлектрика в промежутке между контактами к областям эмиттера и базы; о So диэлектрическая проницаемость вакуума; ю и:) напряжение пробоя коллек«01 торного перехода с учетом ю vi влияниязаряда на границе раздела диэлектрик - высокоомная полупроводниковая подложка; QC. поверхностная плотность заряда на границе раздела диэлектрического покрытия с коллектором.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИК

РЕСПУБЛИК

А1 (1% (111 (51) 5 Н 01 1, 29/73

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ::;.

Н АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 15.07.93. Бюл„ Р 26 (21) 3865675/25 (22) 07.03.85 (72) В.Н.Глущенко, В.П.Гальцев и В.И.Татьянин (56) Clark L., Barry Hack Fabrication of High-Voltage "Oxide Passival"

ted Silicon tu»ction Structure

Soring meting, Electrochemical Socety,Toionto, 1964.

Мазель Е.З. 1(ощные низкочастотные и высокочастотные кремниевые транзисторы. Электронная техника, сер,2.

Полупроводниковые приборы, вып.5 (123), 1978, с.7273, (54) (57) ПЛАНАРНАЯ ТРАНЗИСТОРНАЯ

СТРУКТУРА, с выносными контактами, содержащая высокоомную подложку— коллектор первого типа проводимости, расположенные в ней базовую и эмиттерные области соответственно второго и первого типов проводимости, пассивирующее диэлектрическое покрытие, включающее заряд, знак которого противоположен знаку заряда основных носителей в коллекторе, диэлектрическое покрытие выполнено с перекрытием объемного заряда коллекторного р-и-перехода вокруг базовой области, металлизированные контакты к областям структуры выполнены в диэлектрическом покрытии, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппення напряжения пробоя коллекторного р-и-перехода и снижения токов утечки, змиттерный и базовый кон+акты выполнены расширенными sa пре" делы. базовой области, а ширина L pas деляющего их промежутка на пересечении коллекторного р-и-перехода определена следующим неравенством: а (1 ь э и д 4 < E e eU ке а

Р ТЕЭ п< ОС где а — длина промежутка между контактами к областям эмиттера и базы;

0 — максимально допустимое

Pig s напряжение смещения, при- кладываемое к эмиттерному р-и-переходу;. — удельное поверхностное сопротивление диэлектричес" кого покрытия;

I — допустимый ток утечки

6э„, " эмиттерного р-и-перехода при максимальном напряжении смещения;

Я вЂ” диэлектрическая постоянная диэлектрика в.промежутке между контактами к областям змиттера и базы;

E — диэлектрическая проницаемость вакуума;

U — напряжение пробоя коллек"

"ЕО1 торного перехода с учетом влияния:заряда H& границе .раздела диэлектрик — высокоомная полупроводниковая подложка;

-, поверхностная плотность заряда на границе раздела диэлектрического покрытия с коллектором.

1772927

Изобретение ОтнОсится к мцкрО элект1 апигке и касаегся ВЧ ц СВ 1 пла нарных транзисторных структур с выпоснымц кагiò»111ами как в дискретном, так и цнтегральнам исполнении.

Целью изобретения является повышение напряжения пробоя коллекторного р-и-перехад6 и снижение токов утечки, На фиг,l дана планарная транзисторная структура, вид сверху, на фиг,2 — та же, поперечное сечение

А-А на фнг.l.

Тра зисторная структура состоит 15 иэ высокоамной подложки 1 коллектора первого проводимости (с отрицательным энакагл заряда основных носителей ТЬка — электронов), расположенной в высокаомной полупроводниковой 2g падлоя1ке 1 планарной базовой аблас" ти 2 второго типа проводимости, эмггттерных областей 3 первого типа проводимости, йасснвирующега абггасти с поверхности структуры, диэлектрического покрытия 6 толщиной и и с полажглт ель пьггг 3 накам па стОян ЙОГО заря да контактных анан 5 и 6 соответственна к базовой и змиттернай аблас 1 лгл 11 металлпзцрОван11ых к ниг.1 кант»к" 3Q тав 7 и 8, 9 —, граница не расппгреннай эа пределами контактов базовой 7 и эмцттернай 8 металлиэацией, а 10 и.

ll — расширенные вне контактов и ба- зовой абл»стн соответственно базавыс и эмиттерные металлизированные контакты с постоянной длиной !a/ 12 и пплрнной / 1/ 13 промежутка между глеталлизироваипыми контактами на пересечеггни коллектарнага р-и-перехода ц с объемным зарядам 14 в коллекторе ширинай /1з / 15 От прилаженцагО на лряженич с; еoöе11ия „п1ъгг напряженци пробоя U ...,, 16 — припаверхиостная граница Объемного заряда коллектор-"

НОГО р и переход»1 скампенс11равянняя

B результате влияния палажггтелгнога заряда в маскггругзгпегл диэлектрическом пакрыти. с це расширенныглгг эа грагги-: цу 9 в пределах базовой области 2, 3 а следаггательно, и объемнага заряда, змиттерным и базовым металлиэираван=ными контактами 7, 8, 17 - припаварх . постная граница абъемнага заряда коллектарнага р-и-перехода с расширенной эмиттернай и базовой металлиэациями

10, ll и с праглежутками между ними установленной ширины 13.

Был» изготовлена транзисторная структура согласно изобретению, коллектор бьгэ изготовлен из кремния с удельным сопротивлением 3,5 Ом см, что соответствует концентрации основ19 Ъ ных носителей 3 10 см

Диэлектрическое покрытие было выполнено из Б10 с диэлектрической проггицаемостьк> 3,6. Глубина металлургической границы коллекторного

p-n-перехода 3 мкм. Расчетное значение пробивного напряжения коллектор- ного р-и-перехода 100 9, однако поскольку в процессе термического окисления кремния на границе раздела

Si-Si0 возникает положительный за2 и Й ряд с плотностью Q 10 "10 ед,эар,/

/см, обусловливающий обогащение поверхности Si электронами, то фактическое,значение пробивного напряжения будет ниже 100 В.

Наличие промежутка между эмиттерным н базовым контактами 1,2 мкм обеспечило максимальное повьппение пробивного напряжения до 100 8. Уменьшение величины прамея1утка приводит к возрастанию токов утечки между элек"

--9 традами более 1 10 А, характеристи" ки змиттернаго перехода ухудшаются, Максимально установленная величи" на промежутка Lll мкм, сохраняет эффективность конструкции в плане возрастания пробивного напряжения до

100 В. Дальнейшее увеличение промежутка более 11 мкм постепенно уменьшает пробивное напряжение (Ц„,„ ) до

40 В.

Параллельно с возрастанием 17 отмечается снижение уровня утечек коллектарнога р-и-перехода с U „

500 нА да 90 ИА, что Обьясняется скампенсираваннастью встроенного палажительнага заряда в Окисле пад расширенной металлиэацней и частично в промежутке и расширением коллекторного р-и-перехода в припаверхнастной области транзисторной структуры па всему периметру базовой области 2, 1272927

Составитель Т.Воронежцева

Техред Д. Сердоков а Корректор И. Муска гедактор О.Стенина

Тираж Подписное

ВНИИПИ Госупярственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 2835

Производственно-полиграфическое предприятие,г,ужгород,ул.Проектная,4