Интегральный биполярный транзистор

 

0 П И С А Н И 6 ц865081

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.05.80 (21) 2922174/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з

Н 01L 29/72

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 23.08.82. Бюллетень № 31 (53) УДК 621.382 (088.8) ао лолам иэобретеиий и открытий

Дата опубликования описания 23.08.82 (72) Авторы изобретения

Э. А. Матсон и В. Е. Галузо

Минский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ БИ ПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к конструкциям биполярных транзисторов.

Известен интегральный биполярный транзистор, содержащий эмиттер, базу, состоящую из сильнолегированной и слаболегированной областей, и коллектор, состоящий из сильно- и слаболегированной областей (1).

Недостатками такого транзистора являются высокое значение коэффициента шума, а также низкие значения граничной частоты усиления и коэффициента передачи в режиме малых токов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является интегральный биполярный транзистор, содержащий область эмиттера, коллектора первого типа проводимости, область базы, состоящую из активной и пассивной зон второго типа проводимости (2).

Недостатком такого транзистора является низкое значение коэффициента передачи в режиме малых токов из-за преобладания рекомбинационных токов и главным образом тока рекомбинации на поверхности пассивной базы над током инжекции из базы в эмиттер, 2

Целью изобретения является увеличение коэффициента передачи тока в режиме малых токов, Поставленная цель достигается тем, что в известном интегральном биполярном транзисторе, содержащем область эмиттера, коллектора первого типа проводимости, область базы, состоящую из активной и пассивной зон второго типа проводимости, 10 в приповерхностной области пассивной зоны базы образован дополнительный слой первого типа проводимости, глубина которого соизмерима с максимальной шириной области пространственного заряда в этом

15 слое.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Оно содержит подложку и+-типа 1, об. ласть коллектора n — -типа 2, слаболегиро20 ванную зону активной базы р-типа 3, слаболегированную область эмиттера и-типа

4, сильнолегированную область эмиттера п+-типа 5, приконтактную область коллектора и+-типа б, сильнолегированную зону

25 пассивной базы р+-типа 7; дополнительный слой и-типа 8.

При включении транзистора по схеме с общим эмиттером коэффициент передачи зо тока будет определяться отношением вы865081 ходного тока коллектора к входному току базы.

Ы аналогичных устройствах в области малых токов (менее 1 мА) наблюдается спад коэффициента передачи по сравнению с его значением в режиме номинальных токов, что объясняется перераспределением рекомбинациопных и инжекционных составляющих тока базы.

При малых напряжениях на эмиттерйом переходе, что равносильно режиму малых токов, доля рекомбинационных составляющих в суммарном токе базы становится более существенной, чаще всего бывает больше инжекционной. Последнее вызывает уменьшение коэффициента передачи тока.

Наличие в устройстве по изобретению дополнительного слоя 8, отделяющего пассивную зону базы от поверхности, снижает вероятность процесса рекомбинации поскольку в этом случае исключается возможность встречи на поверхности кристалла основных и неосновных носителей заряда (электронов и дырок). Для обеспечения непосредственного контакта к базе дополнительный слой покрывает всю поверхность пассивной базы за исключением ее подконтактной области. При этом толщина слоя

8 соизмерима с максимальной шириной области пространственного заряда в этом слое. При этом слой 8 перекрыт областью пространственного заряда и в нем содержатся только ионизированные донорные примеси и отсутствуют свободные носители заряда (электроны). Таким образом исключается возможность протекания тока из области эмиттера 4 по дополнительному слою 8, следовательно, исключается рекомбинация на поверхности пассивной зоны базы.

Поскольку ширина области пространственного заряда р — и перехода, образованно. го слоем и-типа 8 и пассивной зоной базы р+-типа 7, определяется величиной прямо. смещающего напряжения эмиттер-база, то при напряжении, равном контактной разности потенциалов (ф) этого р — и перехода, слой 8 полностью раскроется и обогатится основными носителями заряда. Однако поскольку ф р — и перехода слой 8 пассивная зона базы 7 заведомо выше контактной разности потенциалов (ф ) р — и перехода эмиттер 4 — активная база 3, напряжение на котором определяет величину выходного тока коллектора и не превышает ф, то слой не может полностью раскрыться даже при больших токах коллектора. 11ри этом по дополнительному слою а-типа 8 может потечь ток, который в этом случае вызовет очень незначительное увеличение тока базы и существенно не повлияет на величину коэффициента передачи тока.

Интегральный оиполярный транзистор по изобретению по сравнению с известными обладает увеличенным коэффициентом передачи тока и меньшим коэффициентом

20 шума в режиме малых токов при сохранении высокого значения граничной частоты усиления, что расширяет его функциональные и схемотехнические возможности.

Формула изобретен ия

Интегральный биполярный транзистор, содержащий область эмиттера, коллектора первого типа проводимости, область базы, зо состоящую из активнои и пассивной зон второго типа проводимости, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью увеличения коэффициента передачи тока в режиме малых токов, в приповерхностной области пассивной зоны з5 базы образован дополнительный слой первого типа проводимости, глубина которого соизмерима с максимальной шириной области пространственного заряда в этом слое.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1523012, кл. Н 011. 29/72, опублик. 1978.

4G 2. Авторское свидетельство СССР № 640686, кл. Н 011 29/70, 1979 (прототип).

865081

Составитель Т. Ьоронежцевй

Техред А. Камышникова Корректор Е. Михеева

Редактор Й. Горькова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1183/9 Изд. № 202 Тираж 758 Подписное

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

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