195035. lajstromszámú szabadalom • Széles áramtartományban alkalmazható PNP típusú laterális és szubsztrát tranzisztor, valamint eljárás ezek előállítására
195035 élettartam növelése, valamint a kontaktusméret csökkentése hat a bázisáram mérséklésének irányában. Megjegyzendő, hogy az adaléktartalom növelése csak egy közepes adaléksűrüség-értékig kedvező, nagy adaléksűrűségnél ugyanis csökken a többlet töltéshordozók élettartama és a tiltott sáv szélessége, ami növeli a bázisáramot. Hátrányos a kontaktusméret túlzott csökkentése is, minthogy az emitterellenállás megnövekedését, valamint — ezen keresztül — az árameloszlás-inhomogenitás növekedését idézi elő, ami rontja a tranzisztorműködés hatásfokát. Amint említettük, a hagyományos laterális és szubsztrát tranzisztorok emitterzónájának adaléktartalmát és adalékeloszlását az NPN tranzisztorok bázis-zónájának megfelelően állítják be, ezért a laterális és szubsztrát tranzisztorok emitterzónáinak kialakítása távolról sem optimális. Ezen a helyzeten segít a találmány szerinti megoldás, melynek az a lényege, hogy az emitterben létrehozott pótlólagos adalékzónával, az ún. dúsító zónával állítjuk be az emitter tartomány optimális adaléktartalmát és adalékeloszlását. Ez a megoldás lehetővé teszi a bázisáram alacsony értéken való tartását, tehát a viszonylag nagy áramerősítést és a hasznos áramtartomány számottevő bővülését. A találmány szerint megnövelt adaléksűrűség folytán az emitterellenállás értéke is jóval kisebb lesz, mint a hagyományos tranzisztoroknál, ami módot nyújt a kontaktusablak méretének csökkentésére és ezáltal a bázisáram további mérséklésére. A fentiek alapján a feladat találmány szerinti megoldását képező laterális PNP tranzisztor P vezetési típusú egykristályos szilícium alaplemezre növesztett, N vezetési típusú epitaxiális rétegben van kialakítva; a tranzisztornak az epitaxiális rétegben P vezetési típusú, 2—6 (im mélységű, 60—250 ohm/ /□ rétegellenállású emitterzónája, az emitterzónához képest oldalsó elrendezésben P vezetési típusú, 2—6 pm mélységű 60—250 ohm/D rétegellenállású kollektorzónája és N vezetési típusú báziskontaktus-zónája, továbbá az alaplemezbe és az epitaxiális rétegbe benyúló, az emitterzóna, a kollektorzóna és a báziskontaktus-zóna alatt elhelyezkedő, N vezetési típusú eltemetett zónája van. A találmány szerinti laterális tranzisztor lényeges sajátsága, hogy az emitterzóna közepén elhelyezkedő, az emitterzóna legalább 60%-át kitevő részén, legfeljebb az emitterzóna mélységének felületközeli harmadára, célszerűen 0,5 pm-nyire kiterjedő, P vezetési típusú, 20— —120 ohm/D rétegellenállású dúsító zóna van szuperponálva az emitterzónára. A találmány szerinti szubsztrát tranzisztor P vezetési típusú egykristályos szilícium alaplemezre növesztett N vezetési típusú epitaxiális rétegben van kialakítva; a tranzisztornak az epitaxiális rétegben P vezetési típusú, 2—6 pm mélységű, 60—250 ohm/D réteg3 4 ellenállású emitterzónája és N vezetési típusú báziskontaktus-zónája van. A találmány szerinti szubsztrát tranzisztor lényeges sajátsága, hogy az emitterzóna közepén elhelyezkedő, az emitterzóna felületének legalább 60%-át kitevő részén, legfeljebb az emitterzóna mélységének felületközeli harmadára, célszerűen 0,5 pm-nyire kiterjedő, P vezetési típusú, 20—120 ohm/D rétegellenállású dúsító zóna van szuperponálva az emitterzónára. A találmány szerinti laterális tranzisztor előállítása során a szilícium alaplemez felületén diffúzióval alakítjuk ki az eltemetett zónát, ezután az alaplemez felületére növesztjük az epitaxiális réteget, majd az epitaxiális rétegben diffúzióval vagy ionimplantációval képezzük az emitterzónát, a kollektorzónát és a báziskontaktus-zónát. Az eljárás lényege, hogy az emitter- és kollektorzóna kialakítása után, az emitterzóna középső részén, az emitterzóna felületének legalább 60%-ára kiterjedően, önmagában ismert módon, diffúzióval vagy ionimplantációval hozzuk létre a célszerűen 0,5 pm vastagságú, legfeljebb az emitterzóna vastagságának egyharmadáig lenyúló, 20—120 ohm/D rétegellenállású dúsító zónát. A találmány szerinti szubsztrát tranzisztor előállítása során a szilícium alaplemez felületére növesztjük az epitaxiális réteget, majd az epitaxiális rétegben diffúzióval vagy ionimplantációval képezzük az emitterzónát és a báziskontaktus-zónát. Az eljárás lényege, hogy az emitterzóna kialakítása után, az emitterzóna középső részén az emitterzóna felületének legalább 60%-ára kiterjedően, önmagában ismert módon, diffúzióval vagy ionmiplantációval hozzuk létre a célszerűen 0,5 pm vastagságú, legfeljebb az emitterzóna vastagságának egyharmadáig lenyúló, 20— —120 ohm/D rétegellenállású dúsító zónát. A találmány szerinti laterális és szubsztrát tranzisztorok előnye, hogy emittertartományuk találmány szerinti kialakítása folytán a hagyományos tranzisztorokhoz viszonyítva nagyobb az átlagos áramerősítési tényezőjük, szélesebb a hasznos áramtartományuk és kisebb az emitterellenállásuk. A találmány szerinti tranzisztorok előállítása a szokásos technológiához képest csak egyetlen többletdiffúziót vagy implantációt igényel, ezért az eljárás többletköltsége nem számottevő. A továbbiakban a találmány szerinti laterális és szubsztrát tranzisztort részletesen ismertetjük, hivatkozva a csatolt rajzokra, ahol az 1. ábra a technika állása szerinti hagyományos laterális tranzisztor szerkezetét, a 2. ábra a technika állása szerinti hagyományos szubsztrát tranzisztor szerkezetét, a 3. ábra egy tetszőleges bipoláris tranzisztor áramerősítési tényezőjének áramfüggését, a 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
