160950. lajstromszámú szabadalom • Monolitikus integrált áramkör

3 (1300 °C) diffúziót jelent, és így szélsőséges adatai miatt rosszul illeszkedik a technológiai rendszeribe. A hosszú és magas hőfokú diffúzió egyrészt a rejtett réteg nehezen ellenőrizhető kiszélesedéséhez vezet, másrészt a szilícium 5 alapú planáris rendszeriben a sziliciumlemez felületét borító oxidréteg erős megnövekedését okozza. Az utóbbi hatás a soron következő fotoreziszt műveletek szempontjából hátrányos. 10 Az 1. ábrának megfelelő tranzisztor elektromos tulajdonságai sem optimálisak, kapcsolási sebessége és szaturációs feszültsége a rejtett réteg ellenére sem éri el a hasonló méretű normál epitaxiális-planáris tranzisztorét. 15 Az említett hátrányok megszüntetéséhez legkézenfekvőbb útként az epitaxiális réteg vastagságának csökkentése látszik. Ennek azonban mésirányú technológiai és konstrukciós problémák szabnak határt. Az 1. ábrával jellemzett 20 struktúránál a rejtett réteg az epitaxiális réteg növesztése, valamint a szigetelés diffúzió alatt kfo, 2—3 /i mélységiben behatol az epitaxiális rétegbe. A tranzisztor bázis-diffúziója ugyancsak 2—3 /t, és a rejtett réteg, valamint a bá- 25 zis között a megfelelő kollektor-<bázis zárófeszültség és fajlagos kapacitás elérése érdekében ugyancsak 2—3 ju. távolságot kell biztosítani. A rejtett réteg behatolását az epitaxiális rétegbe csak az epitaxiális rétegnövelés hőfokának csök- 30 kentésével lehetne kisebbíteni, ami viszont az epitaxiális réteg szerkezetének tökéletességét rontaná. A bázis és vele együtt az emitter mélységének csökkentése a tranzisztor geometriai és a diffúziós paraméterek tűrését nehezíti 35 meg és teszi kritikussá, míg a bázis és a rejtett réteg távolság csökkentése a magasabb kollektor-bázis zárófeszültség és az alacsonyabb fajlagos kapacitás feladását jelentheti. Az említett előnyök és hátrányok, a technológiailag 40 könnyebb — és olcsóbb — realizálás, valamint .az elektromosan szigorúbb — drágább — követelmények minden áramkör tervezésénél a technologizálásnál fennállnak és a legkedvezőbb megoldást az optimális kompromisszum jelenti. 45 A találmány szerinti WBagßMifl Wfeivítf a konstrukció ég esti igyüít a tataetógia Mü= tőségeit, és így az optifflálii tempeínigMum számára nagyobb variációs területet biztosít. A 80 találmánynak megfelelő felépítés lényege — de nem az egyetlen lehetséges megoldás — a 2. ábrán látható. Az egyes tartományok számozása és megnevezése megegyezik az 1. ábráéval. A találmány szerint az epitaxiális réteg vas- 55 tagsága nem egyenletes a hordozó teljes felületén, hanem az áramköri elemeket tartalmazó tartományokban vastagabb, a kiindulási epitaxiális réteggel azonos vastagságú, míg a réteget átmetsző szigetelés diffúzió helyén és kör- 60 nyezetóben el van vékonyítva. A vastagabb tartományok részben a hordozóba süllyednek, részben asztalszerűen kiemelkednek a környezetükben 2—3 jur-ra elvékonyított tartományokból. Az epitaxiális rétegnek a hordozóba süllyesztett 65 4 tartományai alatt a hordozó és a réteg határán szükség esetén rejtett réteg van kialakítva, melynek pereme az elvékonyított és a kiemelkedő tartományok határvonalánál a felszínre jön ki és így hozzá a tranzisztor kollektor kontaktusa közvetlenül csatlakoztatható. A találmány szerinti felépítésű integrált áramköri tranzisztor elektromos paraméterei elérik a vele azonos méretű normál epitaxiális-planáris tranzisztor hasonló paramétereit, és lényegesen jobbak a hasonló méretű, de hagyományos kivitelű — I ábrának megfelelő — integrált áramköri tranzisztorok paramétereinél. A találmány szerinti megoldás ugyanakkor a szigetelő diffúzió szükséges méretét 2—3 ./*r-ra csökkenti, és így ezt a műveletet a tranzisztor bázis-diffúziójához hasonló technológiai műveletté változtatja. így optimális tervezésnél a kettő együtt végezhető. Az ebből eredő művelet megtakarítás és technológiai könnyebbség hatásosabb és jelentősen túlkompenzálja azt a műveleti többletet, melyet a találmány szerinti felépítés alkalmazása megkíván. A találmány szerinti felépítés még azzal a technológiailag nem jelentéktelen előnnyel is jár, hogy megszünteti a szigetelés^diffúziónál az oxidhibák kritikus voltát, mivel az esetleges parazita diffúziók az akbíiv tartományokban nem okozhatnak' a 'hordozó lemezhez rövidzárt. A találmány szerinti megoldás a következő — de nem egyetlen lehetséges, és így a találmány érvényességi körét nem kizárólagosan lekorlátozó — eljárás szerint realizálható: 1. Az I vezetési típusú félvezető egykristály lemezen (3. ábra), melynek 12 felülete a szokásos eljárások szerint epitaxiális rétegnövesztéshez elő van készítve, pL polírozva, a 12 felületet részlegesen letakarva a felépítésnek megfelelő helyeken 13 süllyesztéseket marunk ki. A részleges1 letakaráshoz szilkáumkristály esetében a szokásos oxidáció használható, ha a 14 oxidréteg elegendő, általában 6OÓ0'—€000 A vastsf. Ag «dáfétepfl a tem&vimk helyét pl. @ll?§ kialakített fnank alapján a §i§kásos fotorüiist ttehaikával l§htt kfayftei, Ä ibemaráshoz olyan mwdtotvwÄwt k«ll haaználni, mely az oxidot lényegesen lassabban marja, mint a szilíciumot, pl. az önmagában ismert HF:HNC>3: iCHsCOOH = 1:3:3 keveréket vagy hasonló összetételt. A süllyesztés1 mértékét, mely 2—6 ju. — célszerűen 3—4 ," — a marási sebesség és az idő alapján lehet szabályozni. 2. A bemarás és az azt követő tisztítás után a bemarások helyén — a többi felület részleges letakarásával — létrehozzuk a rejtett réteg kialakításához szükséges diffúziót — 4. ábra 15 II vezetési típust biztosító adalékkal. Szilícium esetében a nem mart felületek diffúzió ellen védő takarásához felhasználható a részleges marást biztosító eredeti oxidréteg. %