Полупроводниковый прибор

 

1 11789019

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Реслублкк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.79 (21) 2747494/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) М. Кл з

Н 01L 29/72

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621.382 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. А. Матсон и И. М. Русак

Минский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при конструировании полупроводниковых приборов.

Известен полупроводниковый прибор, содержащий эмиттер-подложку, коллектор и тонкую базу, обладающий высоким усилением в схеме с общим эмиттером (1).

Недостатком такого прибора является повышенное по сравнению с обычными интегральными транзисторами значение входной емкости эмнттера, что ухудшает частотные свойства структуры, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является полупроводниковый прибор, содержащий коллектор, базу и сильнолегированный эмиттер, состоящий по крайней мере из двух областей, одна из которых выполнена на большую глубину, а к другой образован омический контакт (2).

Недостатком такого полупроводникового прибора является невозможность осуществления управления током коллектора после смыкания областей пространственного заряда эмиттерного и коллекторного переходов, т. е., существенное ограничение диапазона рабочих токов и напряжений, в котором прибор обладает высоким усилением.

Цель изобретения — расширение диапазона рабочих токов и напряжений.

Цель достигается тем, что в полупроводниковом приборе, содержащем коллектор, 5 базу и сильнолегированный эмиттер, состоящий по крайней мере пз двух областей, одна из которых выполнена на большую глубину, а к другой образован омпческпй контакт, эмиттер содержит дополнптель10 ную слаболегированнуlo область, заключенную между двумя его областями, концентрация основных носителей в которой не превышает концентрации основных носителей в базе.

15 На чертеже изображена структура полупроводникового прибора.

Он содержит коллектор 1, базу 2, сильнолегированный эмиттер, состоящий пз двух областей 3, 4, омическпй контакт с

20 выводом 5, дополнительную слаболегированную область 6, контакт к коллектору 7.

Концентрация основных носителей в дополнительной области 6 составляет

10" — 10" см — и не превышает концентра25 цип основных носителей в базе.

При приложении напряжения между эмиттером и коллектором полупроводниковый прибор работает как биполярный транзистор с тонкой базой, расположенной под

30 сильнолегированной областью эмиттера 4, 789019

5 0

9)Ä

Зо

qr>

4г.

Выбором толщины базы под дополнительной частью эмиттера обеспечивается необходимая величина коэффициента передачи тока (усиления) и напряжения смыкания.

При повышении коллекторного напряжения под областью 4 при некотором напряжении происходит локальное смыкание областей эмиттерного и коллекторного переходов. Проводимость базы между коллектором 1 и областью 4 резко возрастает и между контактами эмиттера и коллектора образуется канал, по которому носители заряда из эмиттера попадают в коллектор, При этом основной частью канала является дополнительная слаболегированная область 6, а сильнолегированные области эмиттера 3 и 4 — эффективными контактами. Слаболегированная область 6 имеет меньшую концентрацию носителей, чем база полупроводникового прибора, что приводит к распространению области объемного заряда, в основном в дополнительную слаболегированную область 6.

При приложении прямого напряжения смещения к переходу эмиттер-база сечение канала в дополнительной слаболегированной области 6 увеличивается за счет уменьшения области пространственного заряда, проникающей в эту область, модулируя при этом канальный ток. Так как при напряжении на коллекторе, превышающем напряжение смыкания, в основном наблюдается полевой механизм управления гоком носителей, то область эмиттера 3, база 2 и коллектор 1 биполярного транзистора соответствуют истоку, затвору и стоку полевого транзистора. Поскольку указанный полевой транзистор работает в схеме с прямосмещенным затвором, обеспечиваются высокие значения коэффициентов передачи тока и рабочих напряжений. Эффект управления током канала может также усиливаться из-за инжекцпи носителей из более сильнолегированпого затвора (базы)

2 в дополнительную область — канал 6.

Выполнение дополнительной области 6 с концентрацией основных носителей, не превышающей концентрацию основных носителей в базе, позволяет также управлять сечением канала транзистора.

При дальнейшем увеличении напряжения между коллектором и эмиттером канал насыщается и начинается перенос носителей заряда через базу 2 из основной части эмиттера 3 к коллектору 1, т. е. преобладающим становится биполярный механизм переноса носителей заряда.

Таким образом, характеристики такого полупроводникового прибора носят универсальный биполярно-полевой характер, вследствие чего прибор сохраняет высокое усиление при напряжениях, значительно превышающих напряжение смыкания.

Полупроводниковый прибор используют при изготовлении полупроводниковых устройств и микросхем с одновременным получением как высокого усилия, так и высоких рабочих напряжений, что позволяет упростить схемотехнику микросхем, а также повысить их качество и надежность.

Формула изобретения

Полупроводниковый прибор, содержащий коллектор, базу и сильнолегированный эмиттер, состоящий по крайней мере из двух областей, одна из которых выполнена

»а большую глубину, а к другой образован омический контакт, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих токов и напряжений, эмиттер содержит дополнительную слаболегированную область, заключенную между двумя

его областями, концентрация основных носителей в которой не превышает концентрации основных носителей в базе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIJA K 3.760239, кл. 357-34, опублик. 1972.

2. Патент США Хо 3.758831, кл. 357-34, опублик. 1972 (прототип).

789019

Составитель Т. Воронежцева

Техред А. Камышникова Корректор Л. Слепая

Редактор Е. Хейфиц

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1018/13 Изд. Ме 183 Тираж 758 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5