DE1208012C2

DE1208012C2 - Flaechentransistor fuer hohe Frequenzen mit einer Begrenzung der Emission des Emitters und Verfahren zum Herstellen

Info

Publication number: DE1208012C2
Application number: DE1959T0017044
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Froeschle
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1959-08-06
Filing date: 1959-08-06
Publication date: 1966-10-20
Also published as: GB961710A; BE593818A; FR1268679A; US3436618A; CH398798A; DE1208012B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. α.:

HOIl

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Deutsche Kl.: 21g-11/02

Nummer:

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

T 17044 VIII c/21 g
6. August 1959
30. Dezember 1965
20. Oktober 1966

Auslegetag:

Ausgabetag:

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Sollen Transistoren auch bei hohen Frequenzen noch gut verstärken, so setzt dies voraus, daß sowohl der Basiswiderstand als auch die Kollektorkapazität klein sind. Diese Forderung läßt sich durch eine relativ starke Dotierung in der Basisschicht und durch schwache Dotierung im Bereich der Kollektorsperrschicht erfüllen.

Man unterscheidet bei HF-Transistoren bekanntlich zwischen zwei grundsätzlichen Ausführungsformen, nämlich dem pnip-Transistor und dem Mesatransistor ίο mit p+n+p--Struktur bzw. den analogen Anordnungen mit umgekehrter Polarität der Zonen.

Der pnip-Transistor hat nach der F i g. 1 eine stark p-dotierte Emitterschicht 1, eine etwas schwächer dotierte, dünne η-leitende Basisschicht 2 und eine im allgemeinen schwach η-dotierte Basiszwischenschicht4, in der sich die Kollektorsperrschicht 3 ausbildet. Die Zone 7 in der F i g. 1 stellt die Emittersperrschicht dar. Die Kollektorschicht 5 ist stark p-dotiert. Mit 30 ist der metallische Teil der Emitterelektrode E, mit 34 der metallische Teil der Kollektorelektrode C und mit 33 der metallische Teil der Basissteuerelektrode B bezeichnet.

Eine technologisch einfachere Lösung für den Aufbau von Hochfrequenztransistoren bietet der sögenannte Mesatransistor. Bei dieser Ausführungsform wird die erforderliche Kollektorsperrschichtdicke dadurch erhalten, daß man den Kollektor S gemäß der F i g. 2 mäßig p-dotiert, so daß sich die Raumladungsschicht 3 in das p-Material erstreckt.

Eine Halbleiteranordnung, die ebenfalls für höhere Frequenzen Anwendung findet, ist die HF-Tetrode — auch Doppelbasistransistor genannt —, die als Abart des Mesatransistors aufgefaßt werden kann. Die HF-Tetrode unterscheidet sich von dem üblichen Transistor dadurch, daß durch ein Feld längs der Basisschicht die Emission entsprechend den eingezeichneten Pfeilen auf die Nachbarschaft der Basissteuerelektrode STB (6) gemäß der F i g. 3 beschränkt wird. Das dazu erforderliche Basisfeld wird von einem Strom über die Basis-Hilfselektrode HB (8) aufrecht-. erhalten. Auf diese Weise erhält man einen sehr niederohmigen Basiswiderstand und damit eine hohe Schwinggrenze, jedoch eine beträchtliche zusätzliche Eingangskapazität zwischen der Halbleiterzone 6 der Basissteuerelektrode und der Emitterzone 1, wodurch die «-Grenzfrequenz stark herabgesetzt wird.

Soll ein Hochfrequenztransistor eine gewünschte Grenzfrequenz/a erreichen, so sind unter gewissen Voraussetzungen durch die vorgegebene Grenzfrequenz bereits die wesentlichen Abmessungen des Transistors bestimmt. Die der Berechnung der Transistor-Flächentransistor-für hohe Frequenzen mit
einer Begrenzung der Emission des Emitters und Verfahren zum Herstellen

Patentiert für:

Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:

Dr. Ernst Fröschle, Ulm/Donau

großen zugrunde zu legenden Voraussetzungen ergeben sich durch die Überlegung, daß zur Erzielung möglichst hoher Verstärkung bei gegebenem /«, auf die später noch näher eingegangen wird, eine Aufteilung der Kollektor-, Emitter- und Basislaufzeit im Verhältnis 10: 3 : 2 günstig ist. Die Emitterlaufzeit wird durch die Zeitkonstante zwischen Emissionswiderstand (= Eingangswiderstand in Blockbasisschaltung) und Emittersperrschichtkapazität bestimmt. Die «-Grenzfrequenz ergibt sich aus den einzelnen Laufzeiten gemäß der Formel:

π f_a =

τ_Ε,

wobei f_x die a-Grenzfrequenz, x% die Basislaufzeit, τα die Kollektorlaufzeit und τ_Ε die Emitterlaufzeit ist. Bei vorgegebener «-Grenzfrequenz lassen sich also aus dieser Formel bereits die einzelnen Laufzeiten ermitteln, wenn deren Anteile an der Gesamtlaufzeit

TB A

■ 2

.+ TE

bekannt sind.

Die F i g. 4 zeigt die Abhängigkeit der Basisschichtdicke Wb (9), der Kollektorsperrschichtdicke Wsc (10) und der Emissionsstromdichte i_E (11) von der «-Grenzfrequenz /«₀. Der Index »0« bedeutet, daß keine stärker dotierte Randschicht in der Basiszone vorhanden ist, auf die im folgenden noch näher eingegangen wird. Für die Basisdotierung ist dabei eine konstante Störstellendichte von 10¹⁸/cm³ mit abruptem Übergang in die Emitter- bzw. Sperrschichtzone angenommen. Für hinreichend große Feldstärken, größer als 10⁴ V/cm bei Ge, errechnet sich die KoI-

609 706/229

lektorsperrschichtdicke Wsc aus der Kollektorlaufzeit rc mit Hilfe der Formel:

Tc =

Wsc

wobei Vm die maximale Driftgeschwindigkeit der Ladungsträger, etwa 5 · 10^e cm/Sek. für Defektelektronen in Ge, ist. Die Dicke der homogen dotierten Basisschicht errechnet sich aus der Formel:

Wl

2Ut -b

Ut ist dabei die Temperaturspannung, xb die Basislaufzeit und b die Beweglichkeit der Minoritätsladungsträger, welche z. B. bei einer Dotierung Ndb = 10¹⁸/cm³ für Defektelektronen in Germanium etwa 230 cm²/Vsec und für Elektronen etwa 950 cm²/Vsec beträgt.

Aus der Zeitkonstante te des aus Emissionswiderstand und spezifischer statischer Eingangskapazität ces gebildeten i?C-Gliedes erhält man die notwendige Emissionsstromdichte

/js —

Ces

Ut te

25

2 v_F

(ε ε₀ = absolute DK des Ge, e = Elementarladung). Die effektive Potentialdifferenz V_E in der Emitter-Sperrschicht beträgt im allgemeinen etwa 0,1 bis 0,3 Volt.

Betrachtet man den Verlauf nach der F i g. 4, so sieht man, daß bei hohen «-Grenzfrequenzen äußerst geringe Basisschichtdicken 9 erforderlich sind. Dadurch wird aber der spezifische Flächenwiderstand Rb der Basisschicht zwischen Emitter und Kollektor sehr hoch; als spezifischen Flächenwiderstand bezeichnet man den Widerstand eines an den Stirnseiten kontaktierten Quadrates der leitenden Basisschicht. Außerdem nehmen die Emitterstromdichten i_E (11) bei hohen «-Grenzfrequenzen erhebliche Werte an und bedingen dadurch einen hohen spezifischen kapazitiven Querleitwert zwischen Emitter und Basis. Dies hat zur Folge, daß die zwischen Basisschicht und Emitter liegende hochfrequente Wechselspannung mit zunehmendem Abstand vom Basisanschluß stark abnimmt. Als wirksame Emitterbreite Be w kann man denjenigen Abstand vom Rand des Emitters bezeichnen, in welchem die zwischen Basis und Emitter liegende Spannung auf den 2,7ten Teil der Eingangsspannung abgefallen ist. Da bei der «-Grenzfrequenz der spezifische Querleitwert der statischen und dynamischen Kapazität zwischen Emitter und Basis etwa _rj ist, erhält man nach den bekannten Formein für eine homogene elektrische Leitung bei der Frequenz /:

BEW

B EWo ⁼

60

Für die in der F i g. 4 betrachtete Type sind die Werte der wirksamen Emitterbreite Bew₀ bei / =· f_x0 als Kurve 12 aufgetragen. Für die wirksame Emitter

65 breite Be wo ergibt sich ein Maximum bei te : τ β = 2 : 1, falls die Beweglichkeiten konzentrationsunabhängig sind. Das Maximum liegt dagegen etwa bei τ ε : Tb = 3: 2, wenn die Beweglichkeiten die Konzentrationsabhängigkeit wie bei Ndb = 10¹⁸ cm"³ zeigen. Die wirksame Emitterbreite Bew ist bei hohen Frequenzen wesentlich kleiner als die praktisch ausführbare Breite des Emitters. Auch durch andere Dimensionierung lassen sich nur unwesentlich größere Werte für Be w₀ als in der F i g. 4 erhalten, die maximal, bei einer undotierten Zwischenschicht zwischen Basis und Emitter, das 2- (8000 MHz) bis 4fache (800 MHz) der F i g. 4 erreichen.

Da die Schichtdicke der von den Ladungsträgern auf dem Wege vom Emitter zum Kollektor zu durchlaufende Basisschicht bei höheren a-Grenzfrequenzen möglichst gering sein soll, reduziert man den zwischen Emitter und Basisanschluß liegenden Basiswiderstand meist dadurch, daß man die Basisschicht 36 im seitlichen Emitterbereich dicker macht und eventuell stärker dotiert, als dies für die eigentliche Basisdiffusionsstrecke 2 zwischen Emitter und Kollektor möglich ist. Praktisch läßt sich dies z. B. dadurch erreichen, daß man gemäß der F i g. 1 den Emitter tiefer in die Basisschicht einlegiert.

Der Vorwiderstand der äußeren Basiszone wird um ^so kleiner, je dicker und stärker dotiert diese Randzone ist. Andererseits verringern sich dabei die Stromverstärkung und die «-Grenzfrequenz, da ein wachsender Teil des Eingangsstroms über die statische und dynamische Kapazität der Grenzfläche zwischen dieser Randzone und dem Emitter fließt und daher nicht zur Stromverstärkung beiträgt.

Die spezifische Randkapazität pro Fläche 1 ist etwa von der gleichen Größenordnung wie die spezifische Eingangskapazität des Transistors. Damit daher die Stromverstärkung und f_a nicht zu stark herabgesetzt werden, ist es in den meisten Fällen vorteilhaft, die Dicke Wr der äußeren Basisschicht 36, zumindest am Emitter, gleich oder besser kleiner als die wirksame Emitterbreite Bew zu wählen. Die F i g. 4 gibt für eine Randdotierung von 10¹⁸/cm³ diejenige Randzonendicke Wr (13) an, welche die «-Grenzfrequenz auf 80% des Wertes ohne Randzone herabsetzt. Dabei wurde die statische und dynamische Randkapazität berücksichtigt.

Bei der Bemessung des Transistors ist weiterhin darauf zu achten, daß die Feldstärke, in der Kollektorsperrschicht größer oder mindestens gleich derjenigen Feldstärke ist, bei der sich die Ladungsträger in der Kollektorsperrschicht mit der maximalen Driftgeschwindigkeit bewegen. Diese Mindestfeldstärke beträgt bei η-Germanium z. B. 10⁴ V/cm. Es muß also bei noch nicht einsetzendem Emissionsstrom die Spannung U₀ in der Kollektorsperrschicht größer als 1 V pro 1μ Kollektorsperrschichtdicke sein. Fließt dagegen durch die Kollektorsperrschicht ein Emissionsstrom, so bildet sich in der Kollektorsperrschicht eine Raumladung aus, die gegeben ist durch das Verhältnis von Stromdichte zu Driftgeschwindigkeit. Diese Raumladung erfordert aber eine zusätzliche Kollektorspannung, deren Größe Uj sich aus der Überlegung ergibt, daß einer vorgegebenen Raumladungsdichte und Sperrschichtdicke eine bestimmte Spannung zugeordnet ist.

In der F i g. 5 sind für die Dimensionierungs_: beispiele der F i g. 4 die Spannungen CZ₀ (14), Uj (15) und die Mindestkollektorspannung U₀ + Uj (16) in

logarithmischem Maßstab aufgetragen, außerdem die Maximalspannungen (17) für Avalanche-Durchbruch, (18) für Zenerdurchbruch und als maximale sichere Betriebsspannung die halbe Durchbruchsspannung (19). Der Betriebsbereich dieser Transistoren ist demnach durch das gestrichelte Gebiet (20) gegeben. Falls der Betriebsbereich jedoch bei zu hoher Spannung liegt, ist Wsc zu verkleinern, da U₀ ~ Wsc und Uj ~ Wg₀ ist. Die Verstärkungsfähigkeit des Transistors wird jedoch dadurch bei f^.f_x schlechter,-da die Ausgangsleitwerte sich erhöhen, wie im folgenden noch näher ausgeführt wird.

Für die Brauchbarkeit eines Transistors bei hohen Frequenzen ist jedoch nicht allein die a-Grenzfrequenz maßgebend. Ebenso wichtig ist es, daß der Transistor bei der a-Grenzfrequenz auch noch eine ausreichende Leistungsverstärkung liefert.

Für Transistoren, deren Emitter breiter als die wirksame Emitterbreite Bew ist, läßt sich die unilaterale Verstärkung näherungsweise ausdrücken durch

4F₁₁F₂₂-

F₁₂ F₅

P-ß

4F₂₂

wobei F₁₁ den Betrag des Eingangskurzschlußleitwertes J)₁₁, Y.U den Realteil des Ausgangskurzschlußleitwertes und β die Stromverstärkung in Emitterbasisschaltung bedeutet. P ist bei brauchbaren Transistoren eine Zahl zwischen 0,5 und 1,5.

Unter unilateraler Verstärkung ist diejenige Ver-Stärkung zu verstehen, die sich ergibt, wenn der Transistor durch Zuschalten äußerer passiver und verlustfreier Schaltungselemente rückwirkungsfrei gemacht wird. Die unilaterale Verstärkung hängt daher nur von den Realteilen der Leitwerte und vom Betrag der Steilheit

ab und ist unabhängig von der Wahl der Eingangsklemmen. V_n = I bedeutet, daß sich der Transistor in allen Schaltungen wie ein passives Schaltungselement verhält.

Damit der Eingangsleitwert F₁₁ möglichst groß wird, muß der Basisvorwiderstand bzw. der Emittervorwiderstand möglichst klein gemacht werden. Dies bedeutet, daß man den Abstand zwischen den metallischen Basis- und Emitterelektroden möglichst gering halten muß.

Außerdem soll die Basisrandzone 36 zwischen Emitter- und Basisanschluß möglichst niederohmig gemacht werden. Sie darf aber, zumindest an der Grenze zwischen Emitter und Basis, nicht wesentlich dicker sein als die wirksame Emitterbreite Bew, da sonst β zu stark abnimmt.

Die Dotierung der Basiszone ist bei abruptem pn-Übergang am Emitter zur Vermeidung eines Zenerdurchbruches auf etwa 10¹⁸/cm³ beschränkt. Dagegen kann der Emitter so hoch dotiert werden, wie es technologisch möglich ist. Obwohl durch den Emittervorwiderstand ein 1 + /3-mal größerer Strom fließt und die Defektelektronenbeweglichkeit beim pnip-Transistor geringer ist, kann man für sehr hohe Frequenzen bei gleichem Abstand zwischen den metallischen Emitter- und Basiselektroden und gleicher Dicke Wr der Emitterschicht bzw. der Basisrandzone höhere Eingangsleitwerte erhalten, wenn man den technologisch notwendigen Abstand zwischen den Metallelektroden so aufteilt, daß die metallische Basiselektrode einen möglichst geringen Abstand von der Emittersperrschicht hat.

Um eine hohe unilaterale Verstärkung V_u zu erhalten, muß außerdem der Realteil Yl₁ des Ausgangsleitwertes möglich klein sein. Dieser setzt sich im wesentlichen aus drei Anteilen zusammen. Ein Anteil ist darauf zurückzuführen, daß sich der Emittergleichstrom mit der Kollektorspannung ändert. Diese Modulation des Emittergleichstromes entsteht dadurch, daß infolge Attnens der Kollektorsperrschicht die Dicke der Basisschicht mit sich verändernder Kollektorspannung zu- bzw. abnimmt. Erhöht man z. B. die Kollektorspannung, so wird die Dicke der Basisschicht kleiner und damit der Emitterstrom größer. Dieser Anteil des Ausgangsleitwertes F₂₂, der mit Ye bezeichnet wird, ist proportional zum Emittergleichstrom und umgekehrt proportional zur Dotierung sowie Dicke der Basisschicht und zur Dicke der Kollektorsperrschicht. Fe ist unterhalb der «-Grenzfrequenz reell und frequenzunabhängig.

Den Ausgangsleitwert F₂₂ des Transistors mißt man bekanntlich, indem man Basis- und Emitteranschluß wechselstrommäßig kurzschließt und den Leitwert zwischen diesen Elektroden und dem Kollektor mißt. Wird an die Emitterelektrode dabei eine negative Spannung gegen die Basis gelegt, so fließt kein Emittergleichstrom, und man erhält als Hauptanteil des Ausgangsleitwertes F₂₂ den Leitwert der Kollektorkapazität. Vernachlässigt man die Verluste, so ergibt die Kollektorkapazität nur einen Blindanteil zum Ausgangsleitwert F₂₂, welcher bei der Berechnung der Verstärkung V_n nicht zu berücksichtigen ist, da er mit äußeren verlustfreien Schaltungselementen weggestimmt werden kann.

Durch die Jouleschen Verluste im Transistor, z. B. in der nicht von Metall bedeckten Fläche zwischen Emitter- und Basiselektrode, sowie beim Mesatransistor durch die Verluste im Kollektorvorwiderstand erhält der Ausgangsleitwert eine reelle Komponente, welche mit Yv bezeichnet werden soll.- Sie nimmt proportional zum Quadrat der Frequenz zu.

Gibt man dem Emitter eine positive Vorspannung gegen die Basis, wobei ein Emissionsstrom fließt, so erhält man außer der schon angeführten reellen Komponente Ye des Ausgangsleitwertes infolge Atmens der Sperrschicht eine weitere reelle Komponente Y]c, welche wie folgt zustande kommt. Der schon ohne Emission beim Anlegen einer Ausgangsspannung über die Kollektorsperrschicht fließende Strom fließt zu einem Teil über die Emitterelektrode ab, der Rest über die Basiselektrode. Ist der äußere Basiswiderstand sehr klein gegen den Kehrwert des Eingangsleitwertes (24) des Transistors ohne Randzone, so fließt nur der Teil dieses Stromes zur Emitterelektrode, welcher in den nicht von der Basis her beeinflußbaren Teil des Emitters einströmt, d. h. also in eine Fläche Fk, welche etwa die Emitterfläche abzüglich der steuerbaren Randzone der Breite Bew umfaßt. Ist dagegen der Flächenwiderstand der Basisschicht sehr groß, so kann man die Emitterelektrode bei genügend hoher Frequenz als Kurzschlußverbindung zur Basisschicht ansehen. Dann umfaßt die Fläche Fk, deren Strom zur Emitterelektrode fließt, die ganze Emitterfläche und den halben Zwischenraum zwischen Emitter- und Basiselektrode, sowie alle Teile der Basisschicht, welche auf der dem Basisanschluß entgegengesetzten Seite des Emitters liegen. Beim Mesatransistor nach F i g. 2 wird also Fn etwa gleich der Hälfte der nicht abge-

ätzten Mesaoberfläche, da Emitter- und Basiselektrode symmetrisch angeordnet sind.

Nun verursacht aber jeder Elektronenstrom, welcher vom Emitter eines Transistors über die Basisschicht abfließt, einen um die Stromverstärkung β in Emitterbasisschaltung größeren Defektelektronenstrom, welcher vom Emitter zum Kollektor fließt. Dieser Kollektorstrom ist jedoch unterhalb der a-Grenzfrequenz gegenüber dem über die Basis abfließenden Strom um 90° phasen verzögert. Berücksichtigt man, daß dieser Basisstrom als Strom über die Kollektorkapazität gegenüber der Kollektorspannung um 90° voreilt, so erhält man auf diese Weise einen reellen Anteil des Ausgangsleitwertes

ß '■=

2nf- — - ^c ■

ßU

Yk =

ist, wird

■ ε ε₀ · Fr

W₈ c

Yk ^ 2π· εε_ο/_Λ

und daher bei festem Fu von mittleren Frequenzen bis etwa zu f_a frequenzunabhängig.

In F i g. 6 sind die Beträge des Eingangsleitwertes und die Realteile der Ausgangsleitwerte von Transistoren der F i g. 4 bei rechteckiger Ausführung mit einer Länge von 1 mm, einer Emitterbreite von. 10μ, und einem Abstand von 5 μ zwischen dem Metallbelag der Basis- bzw. Emitterelektrode und dem Rand des Emitters für eine Frequenz/= 0,8/_a0 aufgetragen.

Die Kurve 21 stellt den Eingangsleitwert bei 5μ breiter Außenzone 36 der Basisschicht dar. Wie bereits aus den vorhergehenden Ausführungen ersichtlich ist, sind unter Länge und Breite sich in der Ebene der Halbleiteroberfläche erstreckende Koordinaten zu verstehen, während die Angabe »Dicke« sich immer auf die Ausdehnung senkrecht zur Halbleiteroberfläche durch den Halbleiterkristall bezieht. Die Außenzone36 der Basisschicht hat dabei die gleiche Dotierung wie die Innenzone der Basisschicht und praktisch auch die gleiche Dicke, wenn — wie es hier der Fall sein soll — der Emitter sehr flach einlegiert ist.

Die Kurve 22 bezieht sich auf den Fall, daß die Außenzone 36 der Basisschicht dicker ist als die innere Basisschicht 2, und zwar so dick, daß durch deren Randkapazität gegen den Emitter die «-Grenzfrequenz auf 80% der Grenzfrequenz des Transistors ohne Randzone herabgesetzt wird. Die Dicke Wr ist gemäß der Kurve 13 in F i g. 4 gewählt; die Randdotierung ist dieselbe wie die der inneren Basisschicht 2, nämlich 10¹⁸/cm³.

Die Kurve 23 zeigt den Fall, daß die Steuerbasiselektrode vollkommen mit Metall bedeckt ist, während dagegen die Emitterelektrode aus technologischen Gründen nur bis auf einen Abstand von 5μ von der Steuer basiselektrode mit einer Metallabdeckung versehen ist. Die Kurve 24 zeigt den Grenzfall für den Eingangsleitwert eines Transistors bei /=0,8/_a0, bei dem Emitter- und Basisschicht vollkommen mit Metall bedeckt sind.

Die Kurve 25 in F i g. 6 gibt den auf die Atmung der Kollektorsperrschicht zurückgehenden Realteil Ye des Ausgangsleitwertes Y₂₂ bei einem 10μ breiten, homogen emittierenden Emitter an.

Kurve 26 zeigt den durch die kapazitive Rückwirkung zwischen Kollektor und Emitter entstehenden Realteil Yi- des Ausgangsleitwertes Y₂₂ bei einer Rückwirkungsfläche Fm, die gleich der Emitterfläche ist.

Die Kurve 27 bezieht sich auf einen Mesatransistor, welcher eine 30μ breite und 30μ dicke Kollektorschicht hat, die so hoch dotiert ist, daß die Kollektorsperrschichtdicke Wsc (10) erst bei einem Drittel der Volumendurchbruchspannung 17 bzw. 18 erreicht wird. Die Kurve 27 gibt den durch Verluste im Kollektorvorwiderstand bedingten Anteil Yr des Ausgangsleitwertes bei / = 0,8 f_a0 an.

Dem Realteil des Ausgangsleitwertes, der auf die Verluste in einer 5μ breiten Außenzone der Basisschicht der Dicke Wr zurückzuführen ist, entspricht die Kurve 28.

Betrachtet man den Verlauf der einzelnen Kurven, so sieht man, daß es für gute Verstärkungsfähigkeit des Transistors vorteilhaft ist, wenn die metallischen Emitter- und Basiskontakte einen möglichst kleinen Abstand haben und die Außenzone der Basisschicht dicker als die innere Zone der Basisschicht gemacht wird (s. Kurve 22). Einen noch größeren Eingangsleitwert erhält man in der Nähe der «-Grenzfrequenz, wenn man den metallischen Basiskontakt möglichst nahe an der Emitterschicht enden läßt und den technologisch notwendigen Abstand zwischen den Metallelektroden in die stark dotierte Emitterschicht verlegt (Kurve 23). Aus Kurve 27 in F i g. 6 ergibt sich, daß der Kollektorvorwiderstand bei den üblichen Mesaanordnungen die Verstärkungsfähigkeit in der Nähe, und wegen der Proportionalität von Yv mit /², insbesondere oberhalb der «-Grenzfrequenz stark herabsetzt.

Am meisten wird bei einem gleichmäßig emittierenden Emitter die Verstärkung herabgesetzt durch die kapazitive Rückwirkung Yu (26), bzw. bei nicht so starker Dotierung der Basis auch durch Ye (25).

Ohne den Emitter extrem schmal machen zu müssen, kann man durch ein Längsfeld Ei in der Basisschicht (HF-Tetrode) Ye und Yu wesentlich verringern. Ist χ der Abstand vom Rande des Emitters, so erhält man dadurch eine exponentiell abfallende Gleichstromemissionsdichte:

ie = Ib₀ · e ^T .

Ye verringert sich bei gleicher Stromdichte Ie₀ am Rande im Verhältnis emittierender Emitterbreite

= ===== zur gesamten Emitterbreite Be, da Ye

^ei

proportional dem Emittergleichstrom ist.

Ist der Abstand der Basiselektrode vom Emitterrand klein gegen die wirksame Emitterbreite Bew, so gilt dasselbe näherungsweise auch für den Rückwirkungsanteil Yk, welcher am meisten stört. Zu schmal darf man jedoch die emittierende Fläche nicht machen, da durch die Emissionseinengung bei festem ieo die Stromverstärkung β τ und damit die «-Grenzfrequenz f_ar der Tetrode kleiner als β und/_a beim homogen emittierenden Transistor werden.

Wenn f_ar ^nur durch die statische Emitterkapazität bestimmt wird, gilt bei Frequenzen /^ /« für die Stromverstärkung β in Emitterbasisschaltung mit dem imaginären Einheitsvektor j:

1 + 1/7

Bew Bee

Für Bee = Bew wird also in diesemFall βτ — 0,54ß. Ist nur ein Teil der Eingangskapazität statisch, so wird

βτ größer, im Grenzfall des vernachlässigbaren statischen Anteils gleich ß. Nach obigen Ausführungen ist es also sehr günstig, bei Transistoren des pnip- bzw. des Mesatyps ein Längsfeld in der Basisschicht zu verwenden, welches die Emission auf eine Emitterfläche einengt, deren Breite gleich der 0,5- bis 3fachen wirksamen Emitterbreite Bew bei der Betriebsfrequenz/ist.

Diese sogenannten HF-Tetroden haben bekanntlich einen Aufbau, wie er in der F i g. 3 gezeigt ist. Bei einer solchen Anordnung ergibt sich zwar ein sehr günstiger Eingangsleitwert, da die Emitter- und Basisvorwiderstände verschwindend klein sind, jedoch ist es andererseits technologisch nicht möglich, die Basisschicht, welche nach F i g. 4 nur 0,1 bis 0,5 μ dick sein darf, zu kontaktieren, ohne daß nahezu die Hälfte der Legierungsfläche der Basissteuerelektrode 6 auf den Emitter übergreift. Eine wichtige Größe für die mit einer solchen HF-Tetrode erreichbare a-Grenzfrequenz ist das Verhältnis der auf den Emitter übergreifenden und somit nicht zur Steuerung des Emis-

sionsstromes beitragenden Fläche Fr = π ■■ -^- des

Steuerbasisanschlusses zur wirksamen Emitterfläche Few, welche im Durchschnitt (d + Bew) · Bew beträgt. Dieses Verhältnis von F_R zu Few beträgt

etwa 0,4 -5—, wenn d der Durchmesser der Basis-

*>EW

steuerelektrode 6 und Bew die wirksame Emitterbreite ist. Für einen Transistor mit f_x0 = 4000 MHz

nach F i g. 4 wird ungefähr 6, wenn man den

I¹EW

Durchmesser d der Steuerbasiselektrode nur 20 μ macht. Die a-Grenzfrequenz dieser Anordnung wird dadurch auf etwa 500 MHz herabgesetzt.

Bei diesen Überlegungen ist noch nicht berücksichtigt, daß bei der bekannten Tetrodenanordnung gemäß F i g. 3 die Grenzfläche zwischen Basissteuerelektrode und Kollektor derart verläuft, daß die Kollektorfeldstärke, im Bereich dieser Grenzfläche kleiner ist als im übrigen Teil der Kollektorsperrschicht. Dadurch wird bei gleicher Kollektorspannung die Kollektorlaufzeit größer und damit die a-Grenzfrequenz kleiner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flächentransistor für hohe Frequenzen mit Begrenzung der Emissionsfläche der Emitterzone, d. h. also mit Tetrodeneigenschaften aufzuzeigen, der die Nachteile der bekannten Tetroden nicht aufweist. Die Erfindung besteht bei einem Flächentransistor für hohe Frequenzen mit einer Begrenzung der Emission des Emitters auf den der steuernden Basiselektrode benachbarten Teil der Emitterzone, bei dem die steuernde Basiselektrode und die Emitterzone auf der einen Oberflächenseite und die Kollektorelektrode auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite des Halbleiterkörpers angebracht sind, darin, daß auf der einen Oberflächenseite des Halbleiterkörpers außer der steuernden Basiselektrode eine weitere Basiselektrode vorgesehen ist, und daß diese weitere Basiselektrode mit der Emitterzone derart elektrisch verbunden ist, daß für die weitere Basiselektrode und die Emitterzone nur ein äußerer elektrischer Anschluß erforderlich ist.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zur Kontaktierung des Flächentransistors mit Tetrodeneigenfchaften nur drei Elektrodenzuleitungen an Stelle von bishsr vier Elektrodenzuleitungen erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die störende Grenzfläche Fr zwischen Emitterzone und Basiselektrode bei einer Anordnung nach der Erfindung wesentlich geringer ist als bei bekannten Anordnungen. Zudem ist auch die Möglichkeit gegeben, das Verhältnis von störender Randzonenfläche Fr zu wirksamer Emitterfläche ohne Rücksicht auf die Fläche der Basissteuerelektrode beliebig dadurch zu verkleinern, daß man die Dicke der Emitterzone entsprechend klein wählt.

Die Erfindung wird im folgenden an einigen Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den F i g. 7 und 8 näher erläutert.

Die F i g. 7 zeigt eine pnip-Mesatetrode, deren stark p-dotierter Halbleitergrundkörper eine dünne schwach dotierte Zwischenschicht 3 besitzt, deren Dicke sich nach der gewünschten Kollektorsperrschichtdicke richtet. Die Emitterzone 1 und die Basiszone 2 können durch Legierung oder durch Diffusion hergestellt werden. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Emitterzone einzulegieren und die Basiszone aus der Emitterzone nach dem bekannten Legierungsdiffusionsverfahren herauszudiffundieren. Die Emitterzone kann aber auch durch Diffusion hergestellt werden. Die Emitterzone wird vorzugsweise in die gesamte eine Oberflächenseite des Halbleiterkörpers eingebracht. Die Basissteuerelektrode 6 und die Basissteuerelektrode 8 werden dann beispielsweise durch die Emitterzone 1 durchlegiert. Im Ausführungsbeispiel der F i g. 7 sind die beiden Elektroden durch die gesamte Basiszone bis zur anschließenden hochohmigen Zwischenzone 3 durchlegiert. Um die störende Grenzfläche Fr (31) zwischen Basissteuerelektrode 6 und Emitterzone 1 klein zu halten, ist es vorteilhaft, die Basissteuerelektrode so herzustellen, daß diese Grenzfläche möglichst senkrecht zur Emitterzone verläuft. Um andererseits die Feldstärke in der Kollektorsperrschicht an der einspringenden Ecke 35 — wie oben erwähnt — nicht zu stark herabzusetzen, darf man die Basissteuerelektrode 6 in der Nähe der Basiszone nicht zu tief einlegieren. Läßt sich dies technologisch nicht ausführen, d. h. durchdringt die Basissteuerelektrode auch die niederohmige Basiszone, so sollte auf alle Fälle dafür gesorgt werden, daß die Basissteuerelektrode an einer SteJle, welche vom Emitter so weit entfernt ist wie die halbe Dicke Wsc der Kollektorsperrschicht, nicht weiter über die Ebene der Vorderfront der Basiszone herausragt als eben diese halbe Dicke Wsc-

Verluste, welche von der Breite der Elektroden abhängen und im Kollektorvorwiderstand eines Mesatransistors 8 oder in der schwach dotierten Randzone 4 von pnip-Transistoranordnungen nach F i g. 1 auftreten, sind bei pnip-Mesatransistoren nicht zu verzeichnen. Bei pnip-Mesatransistoren, welche ähnlich Fig. 2 aufgebaut sind, kann man daher die Basiselektrode relativ breit machen, ohne daß die Schwinggrenze der Transistoren herabgesetzt wird. Der Emitter muß jedoch wegen der von der Emitterbreite abhängigen reellen Komponenten Ye (25) und Yk (26) des Ausgangsleitwertes sehr schmal gemacht werden. Bei pnip-Mesatransistoren kann man jedoch die emittierende Fläche des Emitters ohne Rücksicht auf dessen Breite beliebig einengen, so daß auch Ye und Yk unabhängig von der Emitterbreite werden. Bei pnip-Mesatetroden darf man daher die Breite aller Elektroden wesentlich größer machen als bei anderen bekannten Hochfrequenztransistoranordnungen. Selbst bei höchsten Frequenzen kann man noch leicht-

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kontaktierbare, 0,050 mm breite Elektrodenflächen verwenden, ohne daß die Verstärkungsfähigkeit in Schaltungen mit Resonanzkreisen und die Schwinggrenze kleiner wird. Vorausgesetzt ist dabei, daß die Zuleitungen möglichst niederohmig ausgeführt werden, so daß man mit äußeren Schaltelementen (Schwingkreisen) die Blindkomponente des Ausgangs- bzw. Rückwirkungsleitwertes noch genügend verlustfrei wegstimmen kann. Dafür ist es besonders vorteilhaft, daß diese Kapazitäten bei pnip-Mesatetroden kaum strom- oder spannungsabhängig sind.

Bei den üblichen Mesatransistoren muß dagegen schon bei Grenzfrequenzen von etwa 500 MHz die streifenförmige Emitter- und Basiselektrode eine Breite von weniger als 25 μ haben, wenn der Abstand zwischen Emitter- und Basisstreifen' etwa 10 μ beträgt. Es ist ziemlich schwierig, einen solchen Transistor mit Anschlußdrähten zu versehen. Bei den wesentlich kleineren Abmessungen, welche für höchste Frequenzen notwendig sind, dürfte dieses Problem technisch sogar unlösbar sein.

Eine wesentliche technologische Vereinfachung der Erfindung besteht darin, daß die Basiselektrode schon im Transistorelement mit dem Emitter elektrisch leitend verbunden wird. In den F i g. 7 und 8 ist zu diesem Zweck beispielsweise der Emitter 1 mit der Basiselektrode 32 elektrisch leitend verbunden. Die elektrisch leitende Verbindung erfolgt durch eine z. B. aufgedampfte oder chemisch abgeschiedene Metallschicht 29. Bei dieser Tetrodenanordnung sind, trotz Erzielung des Tetrodeneffektes, ebenso wie bei normalen Mesatransistoren nur zwei Anschlußdrähte auf der Emitterseite des Halbleiterkörpers erforderlich.

Bei streifenförmiger Ausbildung der Basiselektrode wird die Breite der emittierenden Zone

Bee =

Ut Ueb'

wobei Be die Breite des Emitters zwischen Basissteuerelektrode 6 und Basiselektrode 8, Ueb die zum Betrieb notwendige Gleichspannung zwischen Steuerelektrode und Emitter ist. Sie beträgt bei Ge-Transistoren bei den für Höchstfrequenztransistoren notwendigen hohen Stromdichten ιΈ etwa 0,5 Volt, so daß dafür

Bee

-Be

Die Tetrode der F i g. 8 ist zur Verkleinerung des Blindanteils des Rückwirkungsleitwertes symmetrisch zur Basissteuerelektrode 6 aufgebaut. Die Basiselektrode 8 kann dabei ring- oder U-förmig ausgebildet werden. Technologisch einfacher ist es jedoch, zwei streifenförmige Basiselektroden zu verwenden, welche über die Emitterelektrode metallisch verbunden sind.

Die beschriebenen Anordnungen können grundsätzlich mit allen praktisch für Transistoren verwendbaren Halblsitermaterialien sowohl mit der Schichtenfolge »pnip« als auch mit der Schichtenfolge »npin« hergestellt werden. Im folgenden sollen Herstellungsverfahren an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Zunächst soll auf das Herstellungsverfahren für die Emitter- und Basiszonen näher eingegangen werden. Bei der Herstellung dieser Zonen ist es empfehlenswert, von Scheiben auszugehen, die den Durchmesser des vorhandenen Einkristallmaterials haben. Zur Herstellung der Emitter- und Basiszon-ϊη kann beispielsweise das Doppeldiffusionsveri'a'iren oder ein Verfahren herangezogen werden, bei dem aus. einer legierten Schicht herausdiffundiert wird.

Bei einem Doppeldiffusionsverfahren kann man nach bekannten und z. B. bei Si-Transistoren technisch verwendeten Verfahren zuerst eine dünne stark dotierte p-Zone, z. B. aus der Dampfphase oder aus

to Ga₂O₃ im Pasteverfahren, in den vorliegenden Halbleiterkörper eindiffundieren. Anschließend werden die Scheiben in η-dotierendem Dampf, z. B. As, Sb, diffundiert. Dampfdruck und Diffusionszeit des zu diffundierenden Stoffes sind dabei so einzustellen, daß die Randdichte der η-Substanz klein gegen diejenige der p-Dotierung ist, ihre Eindringtiefe jedoch etwas größer.

Bei der Diffusion aus einer legierten Schicht dampft man zunächst z. B. ein p-dotierendes Metall (Al oder Pb-Ga-Legierung oder In) unter Zusatz eines gewissen Prozentsatzes η-dotierendes Material (As, Sb) in dünner Schicht auf die Scheiben und stellt die Emitterzone durch Legierung her. Beim Nachtempern diffundiert das schneller bewegliche η-Material über die Legierungszone in das Grundmaterial und bildet eine η-leitende Basiszone.

Das oben beschriebene Verfahren, bei dem aus einer legierten Schicht herausdiffundiert wird, wird bei HF-Transistoren heute teilweise angewandt. Dieses Verfahren dürfte leichter reproduzierbare und gleichmäßigere Basisschichten erbringen, jedoch vermutlich keine so ebenen Emitteroberflächen wie das bereits angeführte Doppeldiffusionsverfahren.
Bezüglich der Herstellung der Basissteuer- und Basiselektroden besteht das einfachste .Verfahren darin, auf die doppeldotierte Halbleiterscheibe eine n-dotierende Metallpille (z. B. aus Pb-Sb- oder Au-Sb-Legierungen) aufzusetzen bzw. aufzudampfen und diese auf bekannte Weise einzulegieren.

Es ist vorteilhaft, für die Emitterzone bei diesem Verfahren einen Stoff mit Verteilungskoeffizient kleiner oder klein gegen Eins zu verwenden (also z. B. kein Bor bei Ge), damit die Halbleiterzone der Steuerbasiselektrode weniger stark (maximal etwa 10¹⁸ cm""³) dotiert werden kann als der Emitter. Günstig ist dafür auch, wenn das Volumen der Metallpille groß gegen das Volumen des aufgelösten und wieder rekristallisierenden Halbleitermaterials ist.

Eine andere Möglichkeit zur Herstellung der erforderlichen Anschlußelektroden bei npin-Si-Tetroden besteht darin, ein Diffusionsverfahren verbunden mit chemischer Abscheidung zu verwenden. Man deckt z. B. durch Aufdampfen einer Quarzschicht von den Abmessungen dieser Elektroden auf den schon mit der n-Basis-Dotierung diffundierten Scheiben diejenigen Stellen, welche später die Anschlußelektroden geben sollen, ab und diffundert dann anschließend Bor zur Herstellung der p-Schicht des Emitters ein. Quarzabdeckungen sind nach heutigen Erkenntnissen undurchlässig für As, Sb, B, schlecht durchlässig für P, durchlässig für Ga, Al und In. Bringt man die Scheiben anschließend in eine geeignete Metallsalzlösung, wie sie z. B. zur Sichtbarmachung von pn-Grenzen häufig benutzt wird, so scheidet sich nur auf den Teilen der Oberfläche, welche η-dotiert sind, also der Steuerbzw. Basiselektrode, M stall ab. Im Endeffekt bekommt man also wieder dasselbe wie beim Legierungsverfahren, nämlich parallel zur Basisschicht verlaufende

Basissteuerelektroden, welche nahezu ganz mit Metall bedeckt sind.

Bei der mesaförmigen pnip-Anordnung gemäß Fig. 7 sind Halbleiterscheiben herzustellen, welche im Innern sehr stark p-dotiert sind und eine gleichmäßig dünne, je nach Transistortyp etwa 1 bis 10 μ starke, schwach η-dotierte Oberflächenschicht besitzen.

Solche Scheiben erhält man am einfachsten, wenn man auf dickere Scheiben von der gewünschten schwachen η-Dotierung der Oberflächenschicht nach den bei Leistungsgleichrichtern angewendeten Verfahren eine nahezu über die ganze Scheibe reichende großflächige Elektrode (z. B. mit In) einlegiert.

Die Legier- und Abkühlbedingungen sind dabei so zu wählen, daß die Legierungsfront gegen das Grundmaterial möglichst eben und der einkristallin und homogen abgeschiedene Teil der rekristAÜisierten Germaniumschicht möglichst dick ist. Außerdem soll die Legierungsfront nahe unter der gegenüberliegenden Scheibenoberfläche liegen.

Am Rand der Scheibe wird ein n-dotierender Basis-Hilfskontakt einlegiert und ebenso wie die In-Elektrode mit Zuleitungsdrähten versehen und mit einem geeigneten Isolierlack abgedeckt. Die nicht abgedeckte Vorderseite der so vorbereiteten Scheibe wird nach einem selbstbegrenzenden elektrolytischen Ätzverfahren geätzt. Während der Ätzung liegt dabei zwischen Rückseitenelektrode und Hilfskontakt eine negative Spannung, so daß sich am Rückseitenkontakt eine Sperrschicht ausbildet, deren Dicke von der Dotierung des η-Materials und der Spannung am Rückseitenkontakt abhängt. Zwischen Elektrolyt und Hilfskontakt wird eine Spannung angelegt, welche ebenfalls negativ, jedoch dem Betrag nach kleiner als die zwischen Rückseitenelektrode und Hilfskontakt liegende Spannung sein muß.

Auf die zu ätzende Scheibe wird mit einer starken Lichtquelle ein etwa 100 μ breiter, über die ganze Scheibe gehender Lichtstreifen durch den Elektrolyt hindurch projiziert, welcher langsam, senkrecht zu seiner Längsausdehnung über die Scheibe bewegt wird.

An den beleuchteten Stellen wird das Germanium rasch abgeätzt. Die Ätzung hört jedoch von selbst auf, wenn an einer Stelle die Rückseitensperrschicht, genauer die Sperrschicht, welche der Spannungsdifferenz Rückseitenelektrode-Elektrolyt entspricht, erreicht ist. .

Man kann also auf diese Weise hoch p-dotierte Scheibchen herstellen, welche auf der Oberfläche eine schwach η-dotierte dünne Schicht genau vorgebbarer Dicke besitzt. Nach Ablösung der Abdeckung und der Metallschicht auf der Rückseite können diese Scheiben, wie bereits angegeben, mit einer Emitter- und Basisschicht versehen werden.

Außer den im vorstehenden aufgeführten Besonderheiten können die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Typen nach den für HF-Transistoren allgemein üblichen Verfahren hergestellt werden. Als Ausführungsbeispiel sollen das Herstellungsverfahren der Typen gemäß F i g. 7 näher erläutert werden.

Zur Herstellung der pnip-Mesatetrode nach F i g. 7 dient eine Scheibe aus stark p-dotiertem Grundmaterial, welche eine dünne schwach dotierte Schicht besitzt, deren. Dicke sich nach der gewünschten Kollektorsperrschichtdicke richtet. Die Halbleiterscheibe kann z. B. nach dem bereits beschriebenen Licht-Ätzverfahren hergestellt werden. In diese Scheibe wird eine Basis- und Emitterzone eingebracht. Anschließend werden unter Zuhilfenahme eines geeigneten Blendensystems zwei η-dotierende Metallstreifen als Steuer- und Basiselektrode aufgedampft; diese Streifen haben z. B. eine Größe von 200-30 μ² und sind parallel zueinander im Abstand von 30 μ angeordnet. Danach werden diese Streifen einlegiert und der metallische Emitterbelag 29 aufgedampft. Nach Aufteilung der Halbleiterscheibe in Plättchen werden die Plättchen mit einem geeigneten Abdeckmittel, z. B. unter Verwendung des bekannten »Photoresist-Verfahrens«, derart abgedeckt, daß Basissteuer- und Basiselektrode sowie der dazwischenliegende Teil des Emitters bis auf eine kleine Randzone abgeschirmt sind. Das so behandelte Plättchen wird nun so lange geätzt, bis das Material an den nicht bedeckten Stellen bis zur stark dotierten p-Zone des Kollektors abgetragen ist. Schließlich wird das Plättchen kollektorseitig auf eine Grundplatte 34 aufgelötet, und Basissteuer- und Basiselektrode werden auf bekannte Weise mit Anschlußdrähten versehen. Wegen des metallischen Belages 29 ist damit auch der Emitter kontaktiert. Diese Anordnung mit nur drei Anschlußdrähten hat die Eigenschaften einer Tetrode.

Claims

Patentansprüche:

1. Flächentransistor für hohe Frequenzen mit einer Begrenzung der Emission des Emitters auf den der steuernden Basiselektrode benachbarten Teil der Emitterzone, bei dem die steuernde Basiselektrode und die Emitterzone auf der einen Oberflächenseite und die Kollektorelektrode auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite des Halbleiterkörpers angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Oberflächenseite des Halbleiterkörpers außer der steuernden Basiselektrode eine weitere Basiselektrode vorgesehen ist und daß diese weitere Basiselektrode mit der Emitterzone derart elektrisch verbunden ist, daß für die weitere Basiselektrode und die Emitterzone nur ein äußerer elektrischer Anschluß erforderlich ist.

2. Flächentransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektroden unmittelbar an die Emitterzone angrenzen.

3. Flächentransistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiszone mit der Emitterzone durch einen metallischen Belag elektrisch leitend verbunden ist.

4. Flächentransistor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Belag auf der Emitterzone und der Basiselektrode aufgebracht ist.

5. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Emitterzone gleich oder kleiner ist als die wirksame Emitterbreite, wobei die wirksame Emitterbreite gleich dem Abstand zwischen Steuerbasiselektrode und demjenigen Punkt der Emitterzone ist, an dem die zwischen Emitter- nl Basissteuerelektrode liegende Wechselspannung auf

den —ten Teil abgesunken ist.

6. Flächentransistor nach einem cer vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Basis- und Kollektorzone eine hochohmige bzw. intrinsicleitende Zone vorgesehen ist, und daß deren Dicke derart gewählt ist, daß sich

die Kollektorlaufzeit zur Summe aus Basislaufzeit und der Zeitkonstante von spezifischem Emissionswiderstand und statischer Emittersperrschichtkapazität wie 2 : 1 verhält.

7. Flächentransistor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode nicht tiefer als die halbe Kollektorsperrschichtdicke in die hochohmige bzw. intrinsicleitende Zwischenzone zwischen Basis- und Kollektorzone eingebracht ist.

8. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche! dadurch gekennzeichnet, daß die Basiszone mit etwa 10¹⁸ Störstellen pro Kubikzentimeter dotiert ist.

9. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper mesaförmig ausgebildet ist.

10. Flächentransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emittervorspannung derart gewählt ist, daß sich die Zeitkonstante von spezifischem Emissionswiderstand und statischer Emitter-Sperrschicht-Kapazität zur Basislaufzeit der Minoritätsladungsträger wie 3 : 2 verhält.

11. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors, nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Halbleiterkörper die Basis- und die Emitterzone eingebracht werden und daß dann die Basissteuerelektrode durch die Emitterzone durchlegiert wird.

12. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone durch Legieren und die Basiszone durch Diffusion aus der legierten Emitterzone hergestellt werden.

13. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter- und Basiszone durch gleichzeitige oder nacheinander erfolgende Diffusion aus der Gasphase oder durch Diffusion aus einem nicht legierten, auf die Halbleiteroberfläche aufgebrachten Stoff hergestellt werden.

14. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Halbleiterkörper zunächst die Basiszone eindiffundiert wird und daß vor der Diffusion der Emitterzone diejenigen Stellen der Halbleiteroberfläche mit einem die Eindiffusion der Störstellen verhindernden Stoff abgedeckt werden, an denen die Basiselektroden vorgesehen sind.

15. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die abgedeckten Stellen nach Ablösung des Abdeckmaterials chemisch oder galvanisch mit Metall überzogen werden.

16. Verfahren zum Herstellen eines Flächentransistors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial ein stark dotiertes Halbleiterplättchen verwendet wird, welches unter einer Oberfläche eine schwach dotierte Schicht aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 027 800, 1 035 787, 056 747.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen