1. Grundlagen
Der grundlegende Aufbau und die Funktionsweise dieses Bauteils werden im Grundlagen-Kapitel Transistoren und Speicher erklärt. Im Folgenden geht es um die Fertigung im Detail.
2. Herstellung eines npn-Bipolartransistors
1. Substrat
Grundlage für einen npn-Bipolartransistor ist ein p-dotiertes Siliciumsubstrat, als Dotierstoff dient Bor. Darauf wird ein dickes Oxid (z.B. 600 nm) abgeschieden.
2. Buried-Layer-Implantation
Das Oxid dient als Implantationsmaske, als Dotierstoff wird Antimon Sb eingesetzt, da dies im Vergleich zu Phosphor bei späteren Diffusionsprozessen weniger stark diffundiert. Der stark n+-dotierte, vergrabene Kollektor dient als niederohmige Kontaktfläche für den Kollektoranschluss.
3. Homoepitaxie
In einem Epitaxieprozess wird eine hochohmige, schwach n--dotierte Kollektorschicht abgeschieden (typisch 10 µm).
4. Basis-Implantation
Mit Borionen wird die p-dotierte Basis erzeugt, bei einem anschließenden Diffusionsschritt wird das Gebiet vergrößert.
5. Emitter- und Kollektor-Implantation
Mit Phosphorionen werden die beiden stark n+-dotierten Emitter- und Kollektoranschlüsse eingebracht.
6. Metallisierung und Fototechnik
In einem Sputterprozess wird zur Kontaktierung der drei Anschlüsse Aluminium abgeschieden und darüber eine Lackschicht strukturiert.
7. Ätztechnik
Abschließend werden die Anschlüsse für Emitter, Basis und Kollektor in einem anisotropen Trockenätzschritt strukturiert.
Aufgrund von Optimierungen sind Bipolartransistoren heutzutage aus mehr als drei Schichten (npn bzw. pnp) aufgebaut. Die Kollektorzone besteht hierbei immer aus mindestens zwei unterschiedlich stark dotierten Zonen. Die Bezeichnungen npn und pnp beziehen sich nur auf den aktiven inneren Bereich, jedoch nicht auf den tatsächlichen Aufbau.