Планарная транзисторная структура Советский патент 1993 года по МПК H01L29/73 

Изобрг текле относитсп к микроэлектроники и касается ВЧ и СВЧ пленарных транзисторных структур с выпоснымн ког1г;1гстйми как в дискретном так и питегрвльном исполнении. Целью иаобретенил является повышение напряжения пробоя коллекторно го р г переходА и снижение токов утечки. На фиг.1 дана планарная транзисторная структура, вид сверку; на фиг,2 - то же, поперечное сечение А-А на фиг.1. Транзисторная структура состоит из пысокоомной подложки коллектор первого проводимости (с отрицательным знаком заряда основных носителей тЬка электронов), расположенной в высокоомной полупроводниковой подложке планерной базовой с-бласти 2 второго типа проводамости, эьшт терШ)1:с областей 3 первого типа проводимости, йассивирующего области с поверхности структуры} диэлектрического покрытия 4 толщиной d и с п ложительным знаком постоянного заря да контактных окоп 5 и 6 соатветственио к базовой и эмиттерной облас тям п металлизированные, к ним конта

тов 7 и 8, 9 .граница не расширенной за пределами контактов базовой 7 и эмиттерной 8 металлизацией, а 0 и. - расширенные вне контактов и базовой области соответственно базовые н эмиттерные металлизированные кон-такты с постоянной длиной /а/ 12 и ашриной /с1/ 3 промежутка между металлизиройанпы ш контактами на пересечении коллекторного р-п-перезсода с объемным зарядом 1А в коллекторе шириной /L|,pf,/ 15 от приложенного на-пряжении c eIдeиия, П1Ш напряжении пробоя U.,,.j 6 - приповерхностная граница объемного заряда коллектор-ного р-11--пере7сода, скомпенсироваинак гв результате влияния положительного заряда в маскирующем диэлектрическом покрыгик с Ли растиреннг.11.1И за границу 9 8 пределах базовой области 2, а следопательио, и объемного заряда, з -н ттерным и базовьм металлизированными канта1;тамл 7,8, 17 приповсрх

иие величины промехсутка приводит к возрастанию токов утечки между элекИ

тродами более А, характеристиKJi змиттерного перехода ухудшаются..

Максимально установленная величина промежутка мкм, сохраняет эффективность конструкции в плане возрастания пробивного напряжения до 100 В. Дальнейшее увеличение промежутка более 11 мкм постепенно уменьшает пробивное напряжение (U) до

ад В.

Параллельно с возрастанием отмечается снижение уровня утечек коллекторного р-п-перехода с U,, 500 нА до 90 нА, что обЬясняется скомпенсированностью встроенного положительного ааряда в окисле под распшренной металлизацией и частично а промежутке и расширением коллекторного р-п перехода в приповерхностной области транзисторной структуры по всему периметру базовой области 2, 272 постная граница объемного заряда коллекторного р--п перекода с расширенной эмнт.териой и базовой металлизацийми 10, И и с промежутками между ними установленной ширины 13. Была изготовлена транзисторная структура согласно изобретению, коллектор быз изготовлен из кремния с удельным сопротивлением 3,5 ОмСМ, что соответствует концентрации основных носителей 310 см . Диэлектрическое покрытие было выполнено из SiOj с диэлектрической проницаемостью 3,8. Глубина металлургической граш1цы коллекторного р-п-перехода 3 кжм. Расчетное значение пробивного напряжения коллекторного р-п-перехода 100 D, однако поскольку в процессе термического окисления кремния на границе раздела Si-SiOjj возникает положительный заряд с плотностью Q. -10 ед.зар./ /см , обусловливающий обогащение поверхности Si электронами, то фактическое,значение пробивного напряжения будет ниже 100 В. Наличие промежутка между эмиттерным и базовым контактами 1,2 мкм обеспечило максимальное новьппение пробивного напряжения до 100 В. Уменьше v ,/ j /

V M / /

-7-7e J 5 /,/

/J5

ПЛАНАРИАЯ ТРАНЗИСТОРНАЯ СТРУКТУРА, с выносными контактамир содержап1ая высокоомную подложку коллектор первого типа проводимости, расположенные в ней базовую и эмиттерные области соответственно второго и первого типов проводимости, пассивирующее диэлектрическое покрытие, включающее заряд, знак которо- го противоположен знаку заряда основных носителей в коллекторе, диэлектрическое покрытие выполнено с перекрытием объемного заряда коллекторного р-п-перехода вокруг базовой области, металлизированные контакты к областям структуры выполнены в диэлектрическом покрытии, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения напряжения пробоя коллекторного р-п-перехода и снижения TQков утечки, эмиттерный и базовый конФакты выполнены расширенными за пределы, базовой области, а ширина L разделяющего ихпромежутка на пересечении коллекторного р-п-перехода определена следующим неравенством: .га. т . ,, QC где а - длина промежутка между контактами к областям эмиттера и базы; и максимально допустимое БЭ rtar напряжение смещения, прикладываемое к эмнттерному р-п-переходу;Ре удельное поверхностное сопротивление диэлектрического покрытия; - допустимый ток утечки 63 эмиттерного р-п-перехода при максимальном напряжеНИИ смещения; диэлектрическая постоянная диэлектрика в промежутке между контактами к областям эмиттера и базы; о So диэлектрическая проницаемость вакуума; ю и:) напряжение пробоя коллек«01 торного перехода с учетом ю vi влияниязаряда на границе раздела диэлектрик - высокоомная полупроводниковая подложка; QC. поверхностная плотность заряда на границе раздела диэлектрического покрытия с коллектором.