159075. lajstromszámú szabadalom • Eljárás monolitikus félvezető eszközök előállítására és előállított félvezető eszközök
159075 7 8 alakuljanak át P-típusúakká, de elég magas legyen ahhoz, hogy a 44 epitaxiális réteg valamennyi többi részében olyan P-típusú zónákat alakítsunk ki, amelyeknek szennyezés profiljában az ionizált szennyezés atomok koncentrációja a felülettől befelé csökken. Ezen egyedi kiviteli alaknál a 44 epitaxiális rétegben a szennyezések kezdeti szintje 0,3 ohmcentiméter és egy mikron vastagság mellett kb. 1017 értékű köbcentiméterenként. Ezen diffundált P-típusú 61, 62 és 63 zónák felületi koncentrációja, amely zónák véglegesen diffundáltatott mélysége kb. 0,5 mikron, kb. 1019 atom/cm 3 értéket tesz ki. Az előzőkben említett szennyezés koncentráció, amelyet a 61, 62 és 63 zónák tartalmaznak, olyan effektív felületi ellenállást eredményez, amelynek értéke kb. 500 ohm/cm2 . Megjegyezzük, hogy ez lényegileg kevesebb, mint az epitaxiális réteg kezdeti rétegellenállása (3000 ohm/cm2 ). Ezen oknál fogva kívánatos lehet, hogy egy szelektív P-típusú bázisdiffúziót végezzünk, amely elkerüli azokat a zónákat, például a 61 zónát, amelyek végül is ellenállások lesznek. Ezt a folyamatot részletesebben a későbbiekben ismertetjük. Amint a 7. ábrán látható, egy végső diffundáltatási lépés kialakítja a viszonylag kis ellenállású N-típusú 36 emitter zónát. Ez a viszonylag kis mélységű N-típusú emitter diffúzió ugyanazon a hőmérsékleten végezhető, amellyel az N-típusú mély kontakt zónákat készítjük, amint azt a fentiekben ismertettük, de rövidebb idő alatt. Egy egyedi kivitelnél az emitter zónákat kb. 0,5 mikron mélységig dif fundáltattuk cm3-ként legalább 10 2ü értékű felületi koncentrációval. Minthogy ez az N-típusú emitter diffúzió szelektív folyamat, a bonyolultság csekély növelésével ismét diffundáltatni lehet N-típusú szenyuyezéseket a mély kontakt zónákba, hogy kiküszöböljük a nem szelektív P-típusú diffúzió hatását ezen területeken. Ennek a választásnak az alkalmazása ott lesz előnyös, ahol a célunk minimális soros kollektor ellenállás előállítása, mint például a kis teljesítmény disszipációjú nem-telítéses logikai áramköröknél, valamint ott, ahol minimális kollektor-bázis-átmeneti kapacitás és maximális kollektor-bázis letörési feszültség a követelmény. A 7. ábrán 65 oxid bevonat látható a félvezető testen. Amint az 1. és 7. ábrák mutatják, a 22 és 23 alakzatok a 21 ellenállás érintkezői. A 32 alakzat az emitter érintkező, a 33 és 34 alakzatok a bázis érintkezőik;• a 35, 35A és 35B képezik a 31 tranzisztor gyűrű alakú kollektor érintkezőjét. Visszatérve az 1. ábrára, nyilvánvaló, hogy a 21 ellenállás P-típusú epitaxiális anyagból levő 61 rétegből áll, amelyet körülvesz és határol a 42 eltemetett réteg és a 25 mély kontakt réteg és ténylegesen villamosan a 22 és 23 érintkező ablakokban végződik. Az 1. ábra a 31 tranzisztort is mutatja, amelynek 32 emitter érintkezője, két 33 és 34 bázis érintkezője és gyűrű ' alakú 35 kollektor érintkezője van. Nyilvánvaló, hogy számos különböző elrendezés alkalmazható, hogy létrehozzuk a kívánt villamos érintkezést az érintkező ablakokkal és a funkcionális elemek integrált elrendezéseinek belső összeköttetéseit, például a nyalábolt vezetéket. A találmány tárgyának második kiviteli alakját is a rajz alapján ismertetjük. Ez a kiviteli alak lényegileg megfelel a fent ismertetett első kiviteli alaknak, azzal a különbséggel, hogy a P-típusú szennyezéseket szelektíven diffundáltatjuk a P-típusú 44 epitaxiális rétegbe. Ez azt jelenti, hogy a fotolitográfiai lépés alkalmazásával elkerüljük a P-típusú szennyezések diffundáltatását azokba a zónákba, amelyeknek a végén ellenállásokat kell képezniük. Ezáltal fenntartjuk a 44 epitaxiális réteg nagy kezdeti réteg ellenállását és ezáltal lehetővé tesszük fizikailag kisebb ellenállások gyártását. Mindamellett, ezen közelítés vizsgálatánál fel kell ismernünk a jól ismert elvet, hogy az ellenállás hőegyütthatóját tekintve azok az ellenállások, amelyeket nagyobb ellenállású félvezető anyagban készítünk el, rosszabb minőségűek lesznek azokhoz az ellenállásokhoz képest, amelyek kisebb ellenállású diffundáltatott rétegben készülnek. / A rajz alapján egy harmadik kiviteli alakot is ismertethetünk. Ez a harmadik kiviteli alak csak abban különbözik az első kiviteli alaktól, hogy itt nem végeztünk P-típusú diffúziót az epitaxiális rétegbe. Ezáltal kiküszöbölünk egy diffundáltatási lépést, némi hátrányos hatás árán, amely bizonyos tranzisztor jelleggörbéknél jelentkezik (különösen a teljesítmény és frekvencia karakterisztika tekintetében) az ezen eljárással készült eszközöknél. Számos tényezőt kell figyelembe venni, amikor elhatározzuk, hogy végezzünk-e P-típusú diffúziót a P-típusú epitaxiális rétegbe. Először is a P-típusú diffúzió nagyobb mértékű P-típusú koncentrációt hoz létre az emitter oldalfalai mellett, mint az emitter alja közelében. Ezáltal hajlamossá válik arra, hogy elnyomja a kisebbségi töltés hordozók bejutását az emitter oldalfalán keresztül. Minthogy a kisebbségi töltés hordozók, amelyek az emitter oldalfalain keresztül jutnak be, kis eséllyel rendelkeznek arra nézve, hogy a kollektor felveszi őket, ez az elnyomás növeli az emitter injektáló hatását és ilyen módon növeli a tranzisztor áramerősítését. Másodszor a diffundáltatott szennyezés profil beépített villamos teret állít elő a bázis zónában olyan irányban, hogy akadályozza a kisebbségi töltés hordozóknak a felület felé irányuló mozgását. Ez a hatás igyekszik jelentősen csök-15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
