Brevet FR2043813A1 — publié le 19710219

I 2043813 On. connaît des transistors dits latéraux. Dans un transistor de ce type, on prévoit une zone d'émetteur latérale, une zone de collecteur latérale et un substrat. Toutes ces parties présentent le même dopage. De plus, on prévoit une zone de base dopée en sens 5 inverse, qui jouxte le substrat. Un transistor de ce type est décrit par exemple dans la revue "Regelungstecîmiïr", 1968, N& 12, page 543, figure 2. La zone dé collecteur et la zone d'émetteur du transistor connu sont toutes deux dopées p. Les deux zones sont séparées l'une de l'autre et du substrat doué p par une zone de 10 base dopée n. Sur la face supérieure de la zone de collecteur et de la zone d'émetteur, il faut prévoir les dispositifs de contact. Sur la face inférieure de la zone de collecteur et de la zone d'émetteur opposée à la face supérieure, il est prévu que toute la face inférieure de ces zones recouvre une partie de- l'a zone de 15 base. D'autre part on connaît les transistors dits à substrat, voir par exemple la figure 2 de la revue citée ci-dessus. Dans un tel transistor à substrat on prévoit une zone latérale unique, en l'occurence la zone d'émetteur, qui est séparée du collecteur par 20 une zone de base à dopage opposé par rapport à là zone d*émetteur. Le collecteur est formé par le substrat et présente le même dopage que la zone d'émetteur, donc dans le cas spécifié un dopage p. La pente ou l'amplification de tels transistors à substrat et de tels transistors latéraux est suffisante pour bien des cas 25 d'application. L'invention a pour objet un transistor dont la pente ou amplification est supérieure à celle d'un transistor à substrat ou d'un transistor latéral comparable. L'invention concerne donc un transistor à zone d*émetteur latérale , zone de collecteur latérale et substrat de même dopage» 30 et à zone de base à dopage opposé jouxtant le substrat. Le transistor selon 1Tinvention est caractérisé en ce que l'une des zones latérales, soit la zone du collecteur, soit la zone d*émetteur recouvre seulement par une partie de sa face inférieure la zone de base de dopage opposé, et qu*une autre partie de la face infé-35 rieure de cette zone latérale recouvre au moins une partie d'une face de séparation de même dopage, ou au moins une partie du substrat de même dopage. A titre d'exemple, l'invention sera décrite en détail en se référant au dessin annexé dans lequel : 40 La figure 1 montre schématiquement la constitution du tran- 70 19154 2043813 sistor à substrat connu; •' •• la figure 2 montre schéma t iqtiefflsat 1& constitution du transistor latéral connu; " les figures "3 et-4 moutï-ml scîiêaatlspément la constitution 5 dfexemples de réalisation du transistor selon 1*invention.- • Le- transistor à substrat pnp montré dans la"'figure' 1 présente une zone d5 émetteur latérale qui est dopée p et qui est reliée â îa connexion d'émetteur E. Cette zone d'émetteur est, à 1'intérieur du semi-conducteur, complètement séparée de la zone de collecteur 10 dopée p, reliée à la connexion de collecteur C, par une zone 'de base dopée p, reliée â la connexion de collecteur C, par une zone de base dopée p, reliée à la connexion de base B. La zone de collecteur peut s'identifier ai-ec le substrat ou le corps sèmi.-conducteur S', si ce dernier est dope n, Dans le cas où le corps 15 s emi-conducteur S' est dopé n, la zone de collecteur S dopée p correspond dans ce transistor â substrat pnp, au substrat du transistor â substrat pnp, ce transistor S substrat étant prévu dans le corps semi-conducteur S*. Dans les transistors à substrat npn de même construction, on peut prévoir un substrat ou corps semi-20 conducteur S' dopé la zone de base étant dopée p et la zone d'émetteur étant doiîée n. Dans le cas où le corps s emi-conducteur S' du transistor npn décrit en dernier est dopé p> c'est la zone de collecteur S dopée n qui correspond au substrat. La pente ou amplification d'un transistor à substrat est apparemment déterminée 25 essentiellement f»ar dés phénomènes \ électriques, qui se déroulent entre la partie entre la face inférieure de 1 * émetteur et la partie de la surface du substrat voisine de cette dernière.. Dans le transistor connu% montré dans là figure 2, il s'agit d'un transistor latéral pnp qui présente un substrat S dopé p. Ce 30 transistor présente donc une zone d'émetteur latérale et une zone de collecteur latérale de même dopage, ainsi qu'un substrat S de même dopage et une zone de base de dopage inverse qui jouxte le substrat S. Le transistor représenté 'dans la figure 2 n'indique que de façon schématique le transistor latéral montré dans la vue 35 2 citée.ci-dessus du document connu, en particulier en ce qui concerne la forme de la zone de collecteur qui n'est indiquée que de façon schématique. Le substrat S représenté dans la figure 2 peut être identique au corps semi-conducteur S', si ce dernier est dopé de la même façon que le substrat S s donc dopé en p dans le cas 40 présent.Si le corps semi-conducteur S' est dopé n, alors dans ce 70 19154 2043813 transistor pnp connu, la zone S dopée p, jouxtant la zone de base dopée n, correspond au substrat de ce transistor latéral pnp. La pente ou l'amplification de ce transistor connu est apparemment essentiellement déterminée par des phénomènes électriques qui ont 5 lieu sur les faces latérales de ces deux zones, situées entre la zone de collecteur et la zone d'émetteur, les faces latérales jouxtent respectivement la face supérieure, d'une part, et la face inférieure, d'autre part de ces zones. Les transistors montrés dans les figures 1 et 2 peuvent en 10 principe aussi être construits en transistors pnp en choisissant pour dopage des zones et du substrat un: dopage opposé à celui du transistor représenté dans la figure 1 ou dans la figure 2 respectivement. Dans l'exemple de réalisation du transistor selon l'inven-15 tion, montré dans la figure 3, on a prévu une zone d'émetteur latérale et une Zone de collecteur latérale de même dopage ainsi qu'un dopage identique pour le substrat, l'exemple de réalisation faisant état d'un dopage p pour ces parties . D'autre part, il est prévu une zone de base dopée en sens opposé qui jouxte le substrat 20 S.Dans le transistor selon l'invention, une zone latérale> ia zone de collecteur, est constituée, par exemple par la technique de diffusion connue, de façon telle que seule une partie de sa face inférieure U recouvre la zone de base de dopage inverse, et qu'une autre partie de la face inférieure U de cette zone latérale recou-25 vre une partie de la paroi de séparation Tr de mêae .dopage, de sorte que cette zone latérale est reliée au substrat par la paroi de séparation Tr. Au cas où il n'est pas prévu de paroi de séparation particulière Tr, du fait que cette zone désignée par Tr est déjà une partie du substrat, une partie de la face inférieure.ïï de cette 30 zone- latérale du transistor de l'invention, riecouvre une partie du substrat S de même dopage. Dans une coupe du transistor, cette zone latérale présente ainsi, comme il est montré à la figure 2, la forme d'un balcon ou d'un tremplin appliqué sur la paroi de séparation, sous lequel se situe une partie de la zone de base. 35 Selon l'invention, l'une des deux zones latérales, ici la zone de collecteur est reliée.avec le substrat de même dopage soit directement, soit par l'intermédiaire de la paroi de séparation Tr de même.dopage, c'est-à-dire sans être complètement séparé par une ou plusieurs jonctions pn plus ou moins bloquantes. Commè une 40 zone latérale, ici la zone.de collecteur, est reliée selon 1'in- 70 19154 4 2043813 vention avec le substrat S, cette zone latérale et le substrat S présentent pratiquement le même potentiel en raison de l'absence d'une séparation qui serait formée par une jonction pn. Dans le transistor selon l'invention, la pente ou l'ampli-5 fication est donc déterminée simultanément par deux phénomènes, superposés, soit 1°) par des phénomènes électriques qui comme dans un transistor latéral connu, ont lieu sur les faces latérales de ces deux zones situées entre la zone de collecteur et la zone d'émetteur, et 2°) par des phénomènes électriques qui 10 comme dans le transistor à substrat, ont lieu entre la face inférieure U' de la zone latérale non reliée au substrat S, et la partie de la surface du substrat vtfisine de cette face inférieure Dans le transistor de l'invention on utilise donc à un haut degr pour l'amplification du transistor, non seulement la face laté-15 raie S " comme dans le transistor latéral, mais aussi, comme dans un transistor à substrat, la face inférieure II' de la zone latêr-raie non reliée au substrat, ici la zone d'émetteur, ce qui provoque l'augmentation de pente ou d'amplification du transistor de 1'inventior par rapport à un transistor à substrat ou un tran-20 sistor latéral comparable. La pente ou l'amplification du transistor de l'invention est d'autant plus grande que l'écart des deux zones latérales entre elles est plus faible et que la distance entre la face inférieure II' de la ?one latérale.noij .reliée au substrat S et la surface voisine.du substrat S est plus faible 25 La zone latérale reliée au substrat, peut, par. exemple, avoij une forme annulaire et entourer la zone latérale non reliée au substrat, tout comme dans le transistor latéral connu, montré dans la vue 2 citée; la pente du transistor selon l'invention est alors particulièrement forte car alors toutes les surfaces 30 de la zone latérale non reliée au substrat et jouxtant la zone de base concourent à l'amplification. Si les zones de même dopage sont dopées en p et la zone de base â dopage opposé est dopée en n, alors le transistor selon l'invention est un transistor pnp à haute pente ou amplification 35 par comparaison a la pente ou amplification souvent *non satisfaisante des transistors pnp comparables connus. Le transistor selon 1'invention préente une pente ou amplification particulièrement élevée quand la zone de collecteur latë raie est la zone qui recouvre au moins partiellement la paroi de 40 séparation Tr ou le substrat S avec une partie de sa: face infë- 70 19154 5 2043813 rieure U. Il est connu » par exemple par le livre de Lëwiclci,, "Einfuh-rung in die Mikroelektronick", Î966, page 256 vue B.2.2.3.2.» de prévoir des zones isolantes entre un corps semi-conducteur et un 5 transistor. Si dans le transistor selon l'invention, on prévoit comme il est montré dans la figure 4t une zone isolante Is» par exemple en silice, entre le corps semi-conducteur S' et la zo^e S correspondant au substrat, il n'y a de façon avantageuse, pratiquement aucune liaison conductrice entre le transister et un autre 10 composant à semi-conducteur appliqué sur le même corps semiconducteur S1, comme par exemple avec le deuxième transistor selon l'invention amorcé dans la figure 4, qui présente la connexion de collecteur C. Le corps semi-conducteur peut dans ce cas être dopé comme la zone S correspondant au substrat, de sorte qu'en l'ab-15 sence d'une zone isolante Is, il y aurait même une liaison conductrice particulièrement bonne entre le transistor de l'invention et l'autre composant â semi-conducteur appliqué sur le même corps semiconducteur S'. Si l'autre composant semi-conducteur». pair exemple l'autre transistor selon 1'invention indiqué dans la figure 4 de 20 connexion de collecteur C', est séparé à son tour par une autre zone isolante Is' du corps semi-conducteur S', alors'1'isolement des composants isolés chacun pour soi par une zone'isolante Is ou Is' est particulièrement élevé. Les transistors selon 1'invention se prêtent particulière-25 ment bien â la construction de circuits intégrés. 70 19154 6 2045813 R I V E N B ! C A T I 0 M S î - Transistor 3 sorte d*énett®sr l"t$rale, zone de collecteur latérale et substrat de aise dopage » et â zone de base ...à • dopage opposé jouxtant le-substrats caractérisé en ce que l'une 5 des zones latérales, soit la zone de collecteur, soit la zone d'émetteur recouvre seulement par «ne partie de sa face inférieure la zone de base de dopage opposé, et qu'une autre partie de la face inférieure de cette zone latérale recouvre au moins une partie d'une face de séparation de même dopage, ou au moins une partie du 10 substrat de sème dopage. 2 - Transistor selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones de même dopage sont, dopées en p et la zone de base de dopage opposé est dopée en n„ 3 - Transistor selon la revendication 1 ou la revendication 15 2, caractérisé en ce que la zone de collecteur (C) est la zone latérale recouvrant au moins■partiellement sur sa face inférieure la paroi de séparation (Tr) ou-le substrat ÇSJ* 4 - Transistor selon la revendication 1 ou la revendication 2, ou la revendication 3» caractérisé en ce qu'il est prévu une 20 'zone isolante (Is) entre un corps seiai-conducteur (S') et une zone correspondant au substrat (5).