195036. lajstromszámú szabadalom • Bipoláris integrált áramkörben alkalmazható RNP tranzisztor és eljárás ennek előállítására
3 195036 4 gyorsan diffundáló adalék, pl. alumínium diffúziójával oldható meg. Gondolkodni kell továbbá arról, hogy a kollektrozóna ne kerülhessen érintkezésbe az alaplemezzel, ami eltemetett réteg beiktatásával valósítható meg a legegyszerűbben, végül ügyelni kell arra, hogy a bázíszóna adaléksűrűsége megfelelően kisebb legyen, mint az NPN tranzisztorok báziszónájával egyszerre készítendő PNP emitterzóna adaléksűrűsége, de kellően nagyobb, minta kollektorzóna adaléksűrűsége, továbbá, hogy a kollektor-bázis átmenetnél a bázisadalék koncentrációgradiense legalább egy nagy ságrenddel nagyobb legyen, mint a kollektoradalék koncentrációgradiense. A fentiek alapján a feladat találmány szerinti megoldását képező, bipoláris integrált áramkörben alkalmazható PNP tranzisztor P vezetési típusú egykristályos szilícium alaplemezre növesztett N vezetési típusú epitaxiális rétegben van kialakítva, a tranzisztornak az epitaxiális rétegben P vezetési típusú kollektorzónája, a kollektorzónába N vezetési típusú báziszónája és P vezetési típusú kollektorkontaktus-zónája, a báziszónában P vezetési típusú emitterzónája és N vezetési típusú báziskontaktus-zónája van. A találmány lényege, hogy a tranzisztornak az alaplemezhc és az epitaxiális rétegbe benyúló, a kollektorzóna alatt elhelyezkedő eltemetett zónája van, valamint, hogy a kollektorzóna rétegellenállása 500-1500 ohm/D, a báziszóna rétegellenállása 100—150 ohm/D, az emitterzóna és a kollektorkontaktus-zóna rétegellenállása pedig 60—120 ohm/D, továbbá, hogy a bázis-kollektor átmenetnél a bázisadalék koncentrációgradiense legalább egy nagyságrenddel nagyobb, mint a kollektoradalék koncentrációgradiense. A találmány szerinti PNP tranzisztor előnyös kiviteli alakjánál vezetési típust meghatározó adalékként az emitterzóna, a kollektorzóna és a kollektorkontaktus-zóna a Mende- 1 ejev-féle periódusos rendszer 111 oszlopába tartozó elemet, a kollektorzóna esetében előnyösen alumíniumot, a báziszóna és a báziskontaktus-zóna a periódusos rendszer V. oszlopába tartozó elemet, előnyösen foszfort tartalmaz. A találmány szerinti tranzisztor előállítása során a szilícium alaplemez felületére növesztjük az epitaxiális réteget és az epitaxiális rétegben diffúzióval vagy ionimplantációval alakítjuk ki a kollektorzónát, a kollektorzónában a báziszónát és a kollektorkontaktus-zónát, a báziszónában pedig az emitterzónát és a báziskontaktus-zónát. Az eljárás lényege, hogy az epitaxiális réteg növesztését megelőzően, önmagában ismert módon, diffúzióval vagy ionimplantációval hozzuk létre az eltemetett zónát, és a kollektor-zónát az eltemetett zóna fölött alakítjuk ki, előnyösen alumíniumdiffúzióval. A találmány szerinti integrált áramkörbeli PNP tranzisztor előnye, hogy az eltemetett zóna alkalmazása révén meggátolja a kollektorzóna és az alaplemez között rövidzár kialakulását, emellett a kívánt vastagságú, rétegellenállású és adalékelosztású bázis- és kollektorzóna létrehozásával magas határfrekvenciát, áramerősítést, letörési feszültséget és kimeneti ellenállást, valamint jó nagyáramú jellemzőket alakít ki a tranzisztorban. A tranzisztor előállítása legfeljebb két többletdiffúziót vagy implantációt tesz szükségessé. A többletműveletek könnyen beilleszthetők a szokásos integrált áramköri technoló giába és a módosított technológia költsége nem haladja meg jelentősen a szokásos techno - lógiáét. A továbbiakban a találmány szerinti PNP tranzisztort részletesebben ismertetjük, hivatkozva a csatolt rajzra, 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 a találmány szerinti PNP tranzisztor szerkezetét, a 4., 5., 6., 7., 8. ábra a 3. ábrán bemutatott tranzisztor egy előnyös kiviteli alakja előállításának egymást követő lépéseit, a 9. ábra a 4.—8. ábrán bemutatott lépésekkel előállított tranzisztort és a 10. ábra a találmány szerinti tranzisztor előnyös alkalmazását mutatja be I2L szerkezetű integrált áramköri cellában. A találmány szerinti tranzisztornak a bipoláris integrált áramkörökben szokásos használt laterális és szubsztrát tranzisztorhoz, valamint a szakirodalomból ismert, az integrál! áramköri NPN tranzisztorhoz hasonló felépítésű PNP tranzisztorhoz képest újszerű szerkezetét a 3. és 9. ábra szemlélteti. Amint a 3. ábrán látható, a találmány szerinti PNP tranzisztor P típusú 1 alaplemezre leválasztott N típusú 3 epitaxiális rétegben van kialakítva; az 1 alaplemez és a 3 epitaxiális réteg határfelülete közelében N típusú 2 eltemetett zóna van. A 3 epitaxiális rétegben P típusú 6/a kollektorzóna helyezkedik el, amelyet a 2 eltemetett réteg szigetel el az 1 alaplemeztől. A 6/a kollektorzónában N típusú 7/a báziszóna és P típusú 4/e kollektorkontaktus-zóna, a 7/a báziszónában pedig P típusú 4/d emitterzóna és N típusú 5/c báziskontaktus-zóna van. A találmány szerinti tranz'sztorszerkezet egy előnyös megvalósításában a tranzisztor 6/a kollektorzónájának rétegellenállása II00 ohm/D, a 7/a báziszóna rétegellenállása 120 ohm/D, a 4/d emitterzóna rétegellenállása 100 ohm/D . A 3 epitaxiális réteg 12 pm, a 6/a kollektorzóna 9 fim, a 7/a báziszóna 4 um, a 4/d emitterzóna 3 pm, a 2 eltemetett zóna 6 pm vastagságú. A ,JC6 kollektor-bázis átmenetnél a bázisadalék és a kollektoradalék kon-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
