182506. lajstromszámú szabadalom • Emitter elrendezés MOSFET számára
11 182506 12 Ezután, amint a 6. ábrán látható, lépéseket teszünk az emitter kialakítására és a 32 és 33 tartományok bediffundáltatására. Ezt a szokásos nem kritikus foszfor diffúzióval hajtjuk végre, amikor is a diffúzió a 61 és 62 ablakokon át történik, úgyhogy az emitter 32 és 33 tartományai automatikusan egyvonalba kerülnek a többi előre készített tartománnyal. A félvezető lemezt kemencébe helyezzük és hordozó gázban szuszpendált POCl3-nak tesszük ki 10—15 percig, 850—1000 °C-os hőmérsékleten. Ezzel a lépéssel kialakul a 2. ábra szerinti alapvető rétegelrendezés rövid p(+) tartományokkal, amelyek az 50 oxidréteg alatt helyezkednek el, és a kész eszközben a vezető csatornát képezik, továbbá egy n(+) tartomány, amely kitölti a 34 és 35 csatornák közötti, valamint a 30 és 31 tartományok közötti teret. A gyártási folyamat azután a 6. ábra szerinti lépéssel folytatódik a 2. ábrán feltüntetett eszközön, amikor is a chip felületén kialakított oxidfelületeket megfelelő módon eltávolítjuk, és kialakítjuk a 22, 23 emitter elektródák és a 24 vezérlő elektróda fémezési mintáit az eszköz villamos érintkezőinek létrehozásához. A 26 kollektor elektródát a következő fémezési művelettel hozzuk létre. Ezután az egész eszközt egy megfelelő passziváló bevonattal láthaljuk el, és kivezetéseket csatlakoztatunk a 22 és 23 emitter elektródához és a 24 vezérlő elektródához. Az eszközt ezután egy megfelelő védelmet biztosító házba szereljük, a kollektor elektródát a házhoz vagy más vezető anyagból készült támaszhoz rögzítjük, amely ezután kollektor kivezetésként szolgál. Az 1. és 2. ábrán feltüntetett eszköz az emitter tartományok és a vezérlő elektróda tartományok számára szerpentin alakú elrendezéssel van ellátva, és az alaplemeznek az emitter, elektródákkal ellentétes oldalán a kollektor van kialakítva. Más elrendezések is használhatók. A 7. és 8. ábra egy egyszerű planár konfigurációt mutat, amely egy egyszerű négyszögletes elrendezés, amely egy gyűrű alakú első 81 emitter elektróda és egy központi 82 emitter elektróda között elhelyezett gyűrű alakú 80 vezérlő elektródával rendelkezik. A 8. ábrán látható eszköz egy szilícium egykristályból álló p(-) típusú 83 alaplemezen van kialakítva, amely egy eltemetett n(+) típusú 84 tartománnyal rendelkezik, amely csökkenti az oldalirányban elhelyezett és a 81 emitter elektródát körülvevő 85 kollektor elektródához vezető különböző áramutak oldalirányi ellenállását. A gyűrű alakú n(+) típusú 86 tartomány a 8. ábra szerint van kialakítva. A találmány szerint a gyűrű alakú 86 tartomány sokkal nagyobb vezetőképességű, mint az epitaxiális n(—) típusú 87 tartomány, amely az eszköz összes rétegét tartalmazza. A gyűrű alakú 86 tartomány a 80 vezérlő elektróda 88 oxidrétege alatti tartományból indul, és annak a két vezető csatornának a végeihez csatlakozik, amelyek a gyűrű alakú p(+) típusú 89 tartomány és a központi, p(+) típusú 91 tartomány között vannak kialakítva, amelyek a gyűrű alakú 81 emitter elektróda illetve a központi 82 emitter elektróda ;datt helyezkednek el. Szintén megjegyezzük, a 8. ábrával kapcsolatosan, hogy a p(+) típusú gyűrű alakú 89 tartomány külső 90 kerülete nagy sugárral rendelkezik, ami elősegíti az eszköz ellenállóképességét nagy zárófeszültségekkel szemben. A 8. ábra szerinti n(+) típusú 95 tartomány jó érintkezést biztosít a 85 kollektor elektródával. A 85 kollektor elektróda oldalirányban viszonylag nagy távolságban van elhelyezve a 81 emitter elektródától (kb. 90 pm-nél nagyobb távolságban). A 85 kollektor elektródát egy p(+) típusú szigetelő, diffúziós 96 tartomány veszi körül, ami elszigeteli az eszközt az ugyanazon a chipen vagy lemezen kialakított többi eszköztől. A 8. ábra szerinti elrendezésben a 81 és 82 emitter elektródáktól kiinduló áram áthalad a 87 epitaxiális tartomány szélességében a 86 tartományon. Az áram ezután oldalirányban kifelé folyik, majd eléri a 85 kollektor elektródát. Mint a 2. ábra szerinti kiviteli alaknál is, az eszköz ellenállását nagymértékben csökkenti a viszonylag nagy vezetőképességű 86 tartomány. A találmány kivitelezésével kapcsolatosan meg kell jegyezni, hogy bármilyen típusú érintkezőanyag használható az emitter és a vezérlő elektróda érintkezők elkészítéséhez. Például alumínium alkalmazható az emitter elektródákhoz, míg poliszilírium a 8. ábra szerinti 80 vezérlő elektródához, vagy a 2. ábra szerinti 24 vezérlő elektródához. Számos más geometria is használható a találmány szerinti eszköz gyártásánál, beleértve egyenes, párhuzamos emitter elemekből álló párok sokaságát megfelelően elhelyezett vezérlő elektródákkal stb. A 22 és 23 emitter elektródákat külön elektródaként ábrázoltuk, és külön kivezetésekhez csatlakoztathatók. Látható, hogy a 22 és 23 emitter elektródák közvetlenül csatlakoztathatók, mint ahogy a 8a. ábrán fel van tüntetve, ahol az egyes elemeket a 2. ábrához hasonló jelölésekkel láttuk el. A 8a. ábrán azonban a 101 vezérlő elektróda egy poliszilírium réteg (alumínium helyett), amely a 25 oxidréteg tetején van elhelyezve. A 101 vezérlő elektródát a 102 oxidréteg borítja, és a 103 vezetőréteg köti össze a 22 és 23 emitter elektródákat. így egyetlen emitter kivezetés keletkezik, amely el van szigetelve a 101 vezérlő elektródától. A 101 vezérlő elektródához a félvezető lemez egyik szélén van kialakítva a csatlakozás. A 9. és 10. ábra a nyitóirányú I áramot mutatja a nyitóirányú U feszültség függvényében, a vezérlő feszültséggel paraméterezve, két olyan eszköznél, amelyeknél a 40 tartomány különböző vezetőképességű. A 9. ábrán a vizsgált eszköz egy olyan 40 tartománnyal rendelkezik, amelynek fajlagos ellenállása megegyezik az epitaxiális réteg n(-) anyagáéval. így az áteresztőirányú ellenállás jellegzetesen nagy a különböző vezérlő feszültségeknél. A találmány szerinti eszközben, amely n(+) anyagból készült 40 tartománnyal rendelkezik, nagymértékben csökken az áteresztőirányú ellenállása, ahogy az a 10. ábrán látható, valamennyi vezérlő feszültségnél, még mielőtt fellép az elektronok sebességtelítettsége. Az emitterek sokszög alakú elrendezése a találmány szerint a legjobban a 13., 14. és 15. ábrákon látható, amelyeket a továbbiakban írunk le. Először a 13. és 14. ábrára utalunk, amelyek az eszközt a vezérlő elektróda, az emitter és a kollek-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
