157760. lajstromszámú szabadalom • Félvezető eszköz, és eljárás annak előállítására
iüiéb ii 12 Az 5. és 6. ábrákon a találmány szerinti félvezető eszköz látható, amely hasonló az előző ábrákon láthatókhoz, de amelyben a p-típusú takart 9 réteg el van választva az alatta fekvő és a 2 alaplemezhez tartozó p-típusú 30 területtől egy második n-típusú takart 31 rétég által, míg egy p-típusú felületi tartomány, a 32 kantakt-tartomány a p-típusú taíkart 9 réteg felett helyezkedik el, és a 9 rétegig terjed. A 32 tartomány és a 9 réteg kis mértékben átfedi egymást, amint ezt szaggatott vonal jelzi. A második n-típusú takart 31 réteg lehetővé teszi, hogy a pnp-tranzisztor 9 rétegéből és 32 kontakt-tartományából álló kollekltortartományra olyan potenciált lehessen adni, mely különbözik a 2 alaplemezre adottól. A kontakt-tartomány 3"3 villamos csatlakozással van ellátva. A 32 kontakt-tartomány teljes egészében körülveszi a p-ttípusú 10 emittertartományt, így a második takart 31 réteg az n-típusú 34 bázistartomány részét képezi. így lehétsége, hogy a másodiik takart n-típusú 31 rétegre a 35 villamos csatlakozáson keresztül olyan potenciál kerüljön, amely független a bázistartományra adott potenciáltól, mert ilyen módon a p-típusú 9 iréteg és a 2 alaplemez közötti parazita teanzisztotnrnűködés lehetősége ki van küszöbölve vagy korlátozva van. Az 5. és 6. ábrákon bemutatott eszköz — néhány kisebb módosítástól eltekintve — hasonló módon gyártható, mint az előző kivitel. Olyan 22, 25 mintázatot kell alkalmazni (lásd 3. ós 4. ábrákat is), amelyen a 25 terület el van választva a mintázat többi 22 részétől. Továbbá az epitaxiális 3 réteg kialakítását megelőzően arzént (n-típus) diffundáltatunk a felületi 36 tartományba. Ha a 2 alaplemez 21 felületét szemléljük (lásd 3. ábrát), a 36 tartomány a 25 területet minden oldalán átfedi. A 36 és 23 tartományok egyidejűleg és azonos módon alakíthatók ki és azonos méreteik lehetnek. A 36 és 23 tartományokban az arzén koncentrációja nagyobb, mint azé a szennyezésé, amely a 2 alaplemez ptípusú vezetését eredményezi. Az arzén lassabban diffundál a szilíciumba, mint a bór, amelylyel a 22, 25 mintázatot képezzük ki, míg az arzén koncentrációja az átfedő 36 tartományban eléggé nagy az epitaxiális 3 réteg kialakítása és a szigetképzésre szolgáló diffúziós kezelés után ahhoz, hogy a második takart n-típusú 31 réteg kialakuljon, amely magéban foglalja az átfedő felüléti 36 tartományt, és amely elválasztja az epitaxiális 3 rétegben elhelyezkedő takart p-típusú 9 réteget az alatta fekvő és az alaplemezhez tartozó p-típusú 30 felülettől. A p^típuisú 32 kontafct-tartoimányt bór diffundáltatásával kaphatjuk a 6 tartományok kialakításával egyidejűleg és C szélessége például kb. 10 id. A 7. ábrán az előző kivitelhez hasonló félvezető eszköz keresztmetszete látható; ennek alapraj za megegyezik az előzőjével (lásd az 5. ábrát) és itt az ellentétes — második — vezetési típusú 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 második takart 31 réteg lényegében teljes vastagságában a 2 alaplemezben fekszik. Ez lehetővé teszi, hogy az első vezetési típusú takart 9 réteg vastagabb legyen és ezáltal a pnp-tranzisztor kollektortartománya is vastagabb, így a kollektor soros ellenállása kisebb. Ez utóbbi jelentős előny az előző kivitelhez képest. A gyártás hasonló módon történik, mint az előző kivitelnél. Ismét alkalmazni kell a 2 alaplemezen a 22, 25 mintázatot (lásd a 8. és 3. ábrákat), amelynél a 25 terület el van választva a mintázat többi 22 részétől. Továbbá ismét kell n-típusú szennyezést alkalmazni a 23 tartományban és a 36 tartományban, amely alaprajzi nézetben átfedi a 25 területet (3. ábra). Az n-típusú szennyezés koncentrációja nagyobb, mint azé a szennyezésé, amely meghatározza a 2 alaplemez vezetési típusát és kisebb, minit azé a szennyezésé, amellyel a minta van kiképezve. Az eljárás diffúziós kezelései alatt az n-típusú szennyezés mélyebben diffundál a 2 aiLaplemezbt lint az amellyel a 22, 25 mintázat van kiképezve. Ennek eredménye a p-típusú takart 9 réteg, amely magába foglalja a 25 területet és amelyet teljes mértékben körülvesz a második takart n-típusú 31 réteg a 2 alaplemezkörül ; ez a 9 rétegig terjed. Az egyetlen különbség az előző kialakítással kapcsolatban leírt eljáráshoz képest a 22, 25 mintázat és a 2 alaplemezben levő 23 és 26 tartományok kialakításával kapcsolatos. Az n-típusú szennyezés, például foszfor, amely a 23 és 36 tartományok előállításához szükséges, előnyösen nagyobb diffúziós együtthatóval rendelkezhet, mint az a szennyezés, például bór, amellyel a 22, 25 mintázatot képeztük ki. Továbbá, az epitaxiális 3 réteg kialakítását megelőzően az n-típusú szennyezést már be lehet ditffundáltaíni a 2 alaplemezbe, mégpedig lényegesen nagyobb mélységre, mint a p-típusú szenynyezést. Például először a 23 és 26 tartományokat alakítjuk ki az alaplemezbein, foszfornak diffundáltatásával a 2 alaplemezbe; ezt hagyományos módón végezzük. A 23 és 36 tartományok közelítőleg 10 JU vastagok, és felületi koncentrációjuk közelítőleg 1018 foszforatom/cm 3 . Ekkor a 22, 25 mintázatot alakítjuk ki bornak az alaplemezbe való diffuindáltátása útján, a szokásos módon. A 22, 25 »mintázat vastagsága közelítőleg 2 J w, a felületi koncentráció közelítőleg 102í) bóratom/cm 3 . A módszer egyébként hasonló, mint az előző kialakításnál, a foszfor a 23 és 36 tartományokból az epitaxiális rétegbe diffundál, közelítőleg 2,5 fi mélységig, azaz a 4 és 5 szigetekben az htíptusú szennyezési koncentrációja észrevehetően megnövekszik közelítőleg 2,5 //-os távolságon. Nyilvánvaló, hogy bár csak olyan kialakításokat ismertettünk, amelyeknél egyetlen npn- és egyetlen pnp-tranzisztor van kialakítva félvezető testben, lehetséges olyan félvezető eszköz kialakítása is, amelyben a félvezető testben több npn-6
