CH637788A5 - Integrierte logische schaltung. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte logische Schaltung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Diese Schaltung ist aus «1975 I.E.E.E. International Solid 35 State Circuits Conference», Digest of Technical Papers,

Februar 1975, S. 168 und 196 bekannt und wird als sehr attraktiv für grossintegrierte logische Schaltungen (LSI) beschrieben. Die Basiszelle ist ein NICHT-UND-Gatter, in dem die Kopplungsdioden an den Signalausgängen als Schottky- 40 Dioden ausgebildet sind. Ausserdem enthält die Zelle auch eine Schottky-Diode, die zu dem Kollektor-Basis-Übergang des Transistors parallelgeschaltet ist. Diese Schottky-Diode (Anklammerungsdiode) weist eine grösser Diodendurchlass-spannung als die Kopplungsdioden auf. Der Hub des logi- 45 sehen Signals, d.h. der Spannungsunterschied zwischen den Signalen, die eine logische «1» bzw. eine logische «0» darstellen, ist gleich dem Unterschied zwischen den Diodendurch-lassspannungen der beiden voneinander verschiedenen Arten von Schottky-Dioden. Dieser Hub kann dadurch Verhältnis- 50 mässig klein sein, was der Schaltgeschwindigkeit der Zelle zugute kommt. Die Mindestverzögerungszeit der Zelle ist mit der der Version von TTL mit Schottky-Diode und geringer Verlustleistung vergleichbar, die auch kurz mit LS TTL bezeichnet wird. Weiter ist die Zelle besonders gedrängt und 55 ist auch das Produkt der Verzögerungszeit und der Verlustleistung günstig niedrig.

Obgleich diese attraktive LSI-Logik nun schon vor fast drei Jahren bekannt wurde, hat sie, sofern es der Anmelderin bekannt ist, bisher nicht zu kommerziellen Erzeugnissen 60 geführt, die auf den Markt Eingang gefunden haben.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, Massnahmen anzugeben, um, ausgehend von dieser bekannten LSI-Logik, eine Abänderung der beschriebenen integrierten Schaltung zu erzielen, die einfacher und preiswerter hergestellt werden 65 kann, während zu gleicher Zeit die günstigen elektrischen Eigenschaften und die für Integration gewünschte hohe Pak-kungsdichte zum grössten Teil erhalten bleiben.

Überraschenderweise haben Versuche ergeben, dass durch besondere Massnahmen in der Halbleiterstruktur, die keine zusätzlichen Bearbeitungen bei der Herstellung erfordern, ein mit dem bipolaren Schalttransistor gekoppelter Hilfstransistor erhalten werden kann, der es ermöglicht, die Anklammerungsdiode fortzulassen, ohne dass dadurch die Schaltzeit der Zelle auf unzulässige Weiser verlängert wird.

Erfindungsgemäss weist die eingangs genannte integrierte logische Schaltung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.

Der von dem Hilfstransistor aufgenommene Strom wird von dem durch den Basisanschluss fliessenden Strom abgezogen, so dass der für den eigentlichen Invertertransistor verfügbare Basisstrom herabgesetzt wird.

Die vorgeschlagene integrierte logische Schaltung mit einem Invertertransistor mit auf oder in dem Kollektorgebiet integrierten Kopplungsdioden und einem zweckmässigen eingebauten Hilfstransistor ermöglicht Schaltgeschwindigkeiten, die gleich oder grösser als die von LS TTL sind, während die Verlustleistung erheblich geringer ist. Ausserdem ist die Pak-kungsdichte leicht um einen Faktor 2 bis 6 grösser als für LS TTL. Vorzugsweise wird der elektrische Anschluss der weiteren Oberflächenzonen vom ersten Leitungstp durch die Leiterbahn gebildet, die bis in die zweite über der Basiszone des Bipolartransistors liegende Öffnung reicht. Für die weitere Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp ist praktisch kein zusätzlicher Raum an der Hauptoberfläche erforderlich, wenn sie unter dem Basiskontakt angebracht ist, derart, dass der zwischen dieser weiteren Zone und der Basiszone gebildete pn-Übergang in der zweiten Öffnung bis zu der Hauptoberlfä-che reicht und an der betreffenden Stelle durch den elektrischen Anschluss der Basiszone kurzgeschlossen ist.

Bei einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform enthalten die Isolierzonen Zonen aus Isoliermaterial, die sich von der Hauptoberläche bis zu einer grösseren Tiefe als die Basiszone des Bipolartransistors in dem Halbleiterkörper erstrek-ken, wobei die Basiszone über wenigstens einen erheblichen Teil ihres Umfangs an das Isoliermaterial grenzt. Auf diese Weise können kleine Bipolartransistoren mit kleinen Kapazitäten und einer geringen Ladungsspeicherung erhalten werden, wobei der Hilfstransistor die Ladungsspeicherung weiter herabsetzt und kontrolliert.

Bei einer weiteren besonderen bevorzugten Ausführungsform dçr integrierten Schaltung nach der Erfindung ist ausserdem ein komplementärer Hilfstransistor eingebaut. Dabei weist vorzugsweise der niederohmige Teil des Kollektorgebietes vom ersten Leitungstyp in einer zu der Hauptoberfläche praktisch parallelen Richtung einen beschränkten Umfang auf, wobei sich dieser Teil einerseits unter der Emitterzone und unter den gleichrichtenden Übergängen erstreckt und andererseits unter der Basiszone und der darüberliegenden zweiten Öffnung in der Isolierschicht ein Gebiet freilässt, in dem der hochohmige Teil des Kollektorgebietes unmittelbar unter Bindung eines pn-Übergangs an das Substratgebiet grenzt, wobei der an den hochohmigen Teil des Kollektorgebietes grenzende Teil des Substratgebietes als Kollektor des Hilfstransistors mit dem angrenzenden Kollektorgebiet und der Basiszone des Bipolartransistors zusammenarbeitet. Vorzugsweise ist in dieser Ausführungsform die zwischen den beiden pn-Übergängen des komplementären Hilfstransistors gemessene Dicke des hochohmigen Teiles des Kollektorgebietes kleiner als 5 p.m.

In einer anderen wichtigen bevorzugten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung, bei der ausserdem ein komplementärer Hilfstransistor eingebaut ist, ist an der Hauptoberfläche neben der Basiszone eine an das Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp grenzende weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp vorgesehen, die von der

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Hauptoberfläche bis zu praktisch der gleichen Tiefe wie die Basiszone in den Halbleiterkörper reicht, wobei diese weitere Zone als Kollektor des komplementären Hilfstransistors dient und mit dem Substratgebiet verbunden ist.

Diese weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp kann einfach zugleich mit der Basiszone angebracht werden, wodurch der Abstand zwischen diesen Zonen verhältnismässig klein sein kann. Vorzugsweise ist der Abstand an der Hauptoberfläche zwischen der Basiszone und der weiteren Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp höchstens 5 p.m.

Der vertikale und der horizontale komplementäre Hilfstransistor können auch mit Vorteil in derselben integrierten Schaltung nach der Erfindung kombiniert werden.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das elektrische Schaltbild des bekannten NICHT-UND-Gatters,

Fig. 2 schematisch einen Teil einer Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung,

Fig. 3 schematisch einen Querschnitt durch diesen Teil der ersten Ausführungsform längs der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 schematisch einen Teil einer zweiten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung, und

Fig. 5 schematisch einen Querschnitt durch diese zweite Ausführungsform längs der Linie VI-VI der Fig. 4.

Das elektrische Schaltbild des vorgenannten bekannten NICHT-UND-Gatters, das in Fig. 1 dargestellt ist, enthält einen Signaleingang 1, der durch die Basis eines Bipolartransistors T gebildet wird, und mehrere Signalausgänge 2, 3,4 und 5, die über je eine Diode 6 mit dem Kollektor des Bipolartransistors T gekoppelt sind. Der Signaleingang 1 ist mit Mitteln zum Zuführen von Strom vesehen, die durch die Stromquelle I dargestellt sind.

Der Transistor T ist ein Planartransistor, dessen Kollektor-Basis-Übergang von einer Schottky-Diode 7 überbrückt ist. Dank dieser Anklammerungsdiode weist der Transistor die hohe Schaltgeschwindigkeit auf, die für Logikschaltungen heutzutage erwünscht ist. Wenn die Anklammerungsdiode 7 fortgelassen wird, wird der Transistor im leitenden Zustand weit in die Sättigung gesteuert. Der Transistor enthält dann eine grosse Menge gespeicherter Ladung, zum grössten Teil in Form von Minoritätsladungsträgern, die sich im Kollektorgebiet befinden. Das Ausschalten des Transistors geht dementsprechend träge vor sich. Die Anklammerungsdiode 7 verhindert, dass der Transistor in die Sättigung gesteuert wird, so dass die genannte Ladungsspeicherung vermieden wird.

Wenn beim Betrieb der Signaleingang 1 nicht angeschlossen ist, wird der Signaleingang 1 von dem zugeführten Strom I auf die Emitter-Basis-Spannung des Transistors T aufgeladen, die dem leitenden Zustand entspricht. Diese Diodendurchlass-oder -grenzschichtspannung VBE ist für einen Siliziumtransistor z.B. etwa 700 bis 750 mV.

Wenn die Spannung am Signaleingang die Diodendurch-lasspannung VBE erreicht, wird der Transistor T leitend und wird der Strom I als Basisstrom benutzt. Der an einem oder mehreren der Signalausgänge verfügbare Strom wird dann über den Transistor T abgeleitet, wobei die Spannung am betreffenden Signalausgang gleich der Diodendurchlassspan-nung VDi der Kopplungsdioden 6 zuzüglich der Kollektor-Emitter-Spannung des leitenden Transistors T sein wird. Diese Kollektor-Emitter-Spannung ist gleich der Spannung VBe abzüglich der Diodendurchlassspannung VD2 der Anklammerungsdiode 7. Wenn die Spannung vD2 grösser als die Spannung VD] ist, ist die Signalausgangsspannung kleiner als VBe und wird der Transistor eines nächstfolgenden mit dem betreffenden Signalausgangverbundenen NICHT-UND-Gatters im nichtleitenden Zustand gehalten.

Der Hub des logischen Signals, d.h. der Unterschied zwischen dem hohen und dem niedrigen Signalpegel, ist gleich dem Unterschied zwischen den Diodendurchlassspannungen VD2 der Anklammerungsdiode 7 und Vm der Kopplungsdioden 6.

Die Schottky-Anklammerungsdiode 7 ist ein PtSi-Si-Kontakt mit einer Diodendurchlassspannung VD2 von etwa 500 mV. Die Schottky-Kopplungsdioden 6 sind Ti-Si-Kon-takte mit einer Diodendurchlassspannung von etwa 350 mV. Der logische Hub beträgt dann etwa 150 mV. Dieser verhältnismässig kleine logische Hub übt einen günstigen Einfluss auf die Verzögerungszeit der Gatterschaltung aus. Beim Umschalten von dem hohen zu dem niedrigen Signalzustand oder umgekehrt braucht nur ein geringer Spannungsunterschied überbrückt zu werden. Das Umschalten kann also in entsprechend kurzer Zeit vor sich gehen.

Die beschriebene bekannte logische Schaltung verdankt ihre günstigen schalttechnischen Eigenschaften also im wesentlichen zwei Ursachen. Die erste Ursache ist die Anwendung eines schnellen, durch das Vorhandensein der Schottky-Diode 7 nicht in die Sättigung gesteuerten Planartransistors T, und die zweite Ursache ist eine passend gewählte Metallisierung mit Metall-Halbleiter-Kontakten verschiedener Zusammensetzung, die Schottky-Dioden mit einem günstig kleinen Unterschied in Diodendurchlassspannung von etwa 150 mV ergeben. Sowohl im Schalttransistor T als auch beim Bestimmen des gewünschten logischen Hubes spielt also die gewählte Metallisierung eine wesentliche entscheidende Rolle.

Die vorliegende Erfindung schafft die Möglichkeit, statt dieser entscheidenden komplexen Metallisierung, die notwendigerweise aus leitenden Schichten verschiedener Materialien aufgebaut ist, eine viel einfachere Metallisierung zu verwenden, die z.B. auch in bereits bekannten Erzeugnissen Anwendung findet.

Die erste Ausführungsform, die an Hand der Figuren 2 und 3 näher beschrieben wird, enthält einen Halbleiterkörper 20 mit einer Hauptoberfläche 21, an die mehrere Oberflächengebiete 22, 23 und 24 von einem ersten Leitungstyp grenzen, die sich auf einem ersten gemeinsamen Substratgebiet 29 von einem zweiten dem ersten entgegengesetzten Leitungstyp befinden. Das Substratgebiet 29 kann eine gemeinsame Halbleiterschicht sein, die z.B. auf einem Substrat angebracht ist. Im vorliegenden Beispiel ist ein p-leitendes Halbleitersubstrat aus Silizium mit einem spezifischen Widerstand von z.B. 10 bis 15 Q .cm verwendet.

An der Hauptoberfläche 21 sind die Oberflächengebiete 22, 23 und 24 je von einer Isolierzone 30 umgeben, mit deren Hilfe die Oberflächengebiete wenigstens beim Betrieb elektrisch gegeneinander isoliert sind. Die Isolierzonen bestehen in diesem Beispiel völlig aus Isoliermaterial. Auch können p-leitende Zonen verwendet werden, die sich von der Hauptoberfläche 21 her in einer n-leitenden Oberflächenschicht erstrecken. Die Isolierzonen erstrecken sich über einen Teil der Dicke der Oberflächenschicht oder durch die ganze Oberflächenschicht hindurch, so dass sie bis das Substrat 29 reichen. Durch das Anlegen einer Spannung in der Sperrichtung über den zwichen den p-leitenden Isolierzonen und den Oberflächengebieten 22, 23 und 24 und/oder zwischen dem Substrat 29 und den Oberflächengebieten 22, 23 und 24 gebildeten pn-Übergängen kann auf übliche Weise beim Betrieb elektrische Isolierung zwischen den Oberflächengebieten 22,23 und 24 sichergestellt werden. Die Isolierzonen können auch teilweise aus Isoliermaterial und teilweise aus p-leitendem Halb-leitermäterial bestehen.

Mindestens eines (22) der Oberflächengebiete 22,23 und 24 dient als Kollektorgebiet eines Bipolartransistors. Dieses Kollektorgebiet 22 enthält einen hochohmigen Teil 31 und

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einen niederohmigen Teil 32, wobei sich der niederohmige Teil 32 an und längs der Grenzfläche zwischen dem Kollektorgebiet 22 und dem Substratgebiet 29 erstreckt.

Der Bipolartransistor enthält weiter eine an die Hauptoberfläche 21 grenzende Emitterzone 33 vom ersten Leitungstyp, die im Halbleiterkörper 20 durch eine bis zu der Hauptoberfläche 21 reichende Basiszone 34 vom zweiten Leitungstyp von dem Kollektorgebiet 22 getrennt ist. Die n-leitende Emitterzone 33 bildet mit der p-leitenden Basiszone 34 einen ersten pn-Übergang 35 mit einer ersten Diodendurchlassspannung VBE. und die p-leitende Basiszone 34 bildet mit dem n-leitenden Kollektorgebiet 22 einen zweiten pn-Übergang 36.

Auf der Hauptoberfläche 21 ist eine elektrische Schicht 37 vorhanden, die in der Draufsicht nach Fig. 2 annahmeweise durchsichtig ist.

Die Schicht 37 besteht z.B. aus einem Isoliermaterial, wie Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid oder einer Kombination dieser Materialien. Eine erste Öffnung 38 in der Isolierschicht 37 liegt über der Emitterzone 33. Eine zweite Öffnung 39 liegt neben der Emitterzone 33 über der Basiszone 34. Ausserdem sind neben der Basiszone 34 über dem Kollektorgebiet 22 mehrere dritte Öffnungen 40 vorhanden. In Fig. 2 sind die Öffnungen in der Isolierschicht 37 mit gestrichelten Linien angegeben.

Die Isolierschicht 37 trennt Leiterbahnen 11, 12, 13,14,15 und 41 von dem Halbleiterkörper 20, die für elektrischen Anschluss bis in die erste, die zweite und die dritten Öffnungen 38, 39 bzw. 40 reichen. In Fig. 2 sind der Deutlichkeit halber nicht alle Leiterbahnen der integrierten Schaltung dargestellt. Die wohl dargestellten Leiterbahnen sind schraffiert.

Die Leiterbahnen 12,13,14 und 15, die bis in die dritten Öffnungen 40 reichen, sind über je einen gleichrichtenden Übergang 16, der an das Kollektorgebiet 22 grenzt, mit diesem Kollektorgebiet gekoppelt. In diesem Beispiel sind die gleichrichtenden Übergänge 16 Metall-Halbleiter- oder Schottky-Übergänge. Es handelt sich um Platinel-Silizidkontakte wie z.B. in der US-PS 3855612 beschrieben. Die gleichrichtenden Übergänge 16 weisen eine Diodendurchlassspannung Vpi auf. Für die Wirkung der Schaltung ist es erforderlich, dass Übergänge 16 mit einer Diodendurchlassspannung VD1 verwendet werden, die kleiner als die Diodendurchlassspannung VBe des Emitter-Basis-pn-Übergangs 35 des Transistors ist.

Der niederohmige Teil 32 des Kollektorgebietes 22 erstreckt sich in einer zu der Hauptoberlfäche 21 praktisch parallelen Richtung von unterhalb der Emitterzone 33 bis unterhalb der gleichrichtenden Übergänge 16.

Nach der Erfindung ist in der Halbleiterstruktur des Bipolartransistors 33,34,22 eine weitere Oberflächenzone 80 vom ersten Leitungstyp angebracht, die durch die Basiszone 34 von dem Kollektorgebiet 31,32 getrennt ist. Das Kollektorgebiet und insbesondere der niederohmige Teil 32 desselben, die Basiszone 34 und die n-leitende weitere Oberflächenzone 80 dienen als Emitter, Basis bzw. Kollektor eines Hilfstransistors. Dieser Hilfstransistor ist vom gleichen Typ wie der bipolare Schalt- oder Invertertransistor. Im vorliegenden Beispiel sind der Invertertransistor und der Hilfstransistor beide npn-Tran-sistoren.

Die weitere Oberflächenzone 80 ist vorzugsweise zugleich mit der Emitterzone 33 angebracht, so dass die Eindringtiefe in die Basiszone 34 und der Dotierungskonzentrationsverlauf der Zonen 80 und 33 gleich sind.

Die weitere Oberflächenzone 80, die als Kollektor des Hilfstransistors dient, ist mit einem elektrischen Anschluss versehen. Dieser Anschluss kann ein gesonderter Anschluss sein, an den beim Betrieb ein geeignetes Bezugspotential angelegt werden kann. Vorzugsweise ist jedoch, wie im vorliegenden Beispiel, dieser Anschluss mit dem Anschluss für die Basiszone 34 zusammengebaut. Der pn-Übergang 81 zwischen der zweiteren Zone 80 und der Basiszone 34 reicht in der zweiten Öffnung 39 bis zu der Halbleiteroberfläche 21 und ist in dieser Öffnung mittels der Leiterbahn 11 kurzgeschlossen. Die Leiterbahn 11 ist sowohl direkt mit der Basiszone 34 als auch 5 direkt mit der weiteren Oberflächenzone 80 verbunden.

Es stellt sich heraus, dass in der beschriebenen Schaltung der Hilfstransistor 31,32, 34, 80 ein Mittel ist, durch das die Schaltgeschwindigkeit überraschend effektiv verbessert wird. Mit der integrierten logischen Gatterschaltung nach der Erfin-io dung können Mindestverzögerungszeiten von einigen Nanose-kunden erzielt werden. Damit ist die Mindestverzögerungszeit mit der der üblichen LS TTL vergleichbar oder günstiger als diese. Die Packungsdichte und das Produkt von Verzögerungszeit und Verlustleistung sind beide günstiger als für LS TTL. 15 Diese günstigen Eigenschaften der integrierten Schaltung nach der Erfindung sind vor allem auch auffallend, weil im Gegensatz zu LS TTL, in der der Invertertransistor im leitenden Zustand nicht in Sättigung ist, in der vorliegenden Schaltung de Invertertransistor wohl gesättigt ist. Sobald jedoch der 20 Basis-Kollektor-Übergang 36 in die Durchlassrichtung geschaltet wird, wird ein Teil des Basisstroms des übersteuerten Invertertransistors als Basisstrom für denHilfstransistor benutzt werden. Ausserdem wird, wenn die Oberflächenzone 80 mit der Basiszone 34 verbunden ist, ein meistens erheblich 25 grösserer Teil des Basisstroms durch die Hauptstrombahn des Hilfstransistors direkt zu dem Kollektor des Invertertransistors fliessen.

Über dem gleichrichtenden Übergang 81, der nicht in die Durchlassrichtung geschaltet wird, werden Minoritätsladungs-30 träger aus der Basiszone 34 gesammelt. Dadurch wird die Speicherung dieser Ladungsträger an sich bereits verringert. Ein wichtiger Effekt ist aber auch der, dass, dadurch,dass ein erheblicher Teil des durch den Anschluss 11 fliessenden Stromes in den Hilfstransistor aufgenommen wird, für den Inver-35 tertransistor selber weniger Basistrom verfügbar ist. Der Invertertransistor ist dadurch in geringerem Masse übersteuert, wodurch der Basis-Kollektor-Übergang 36 weniger weit in der Durchlassrichtung polarisiert wird und auch die Spannung über dem Emitter-Basis-Übergang 35 kleiner sein wird. 40 Dadurch ist auch die Speicherung von Minoritätsladungsträgern im Invertransistor als ganzes entsprechend geringer.

Vorzugsweise enthalten die Isolierzonen 30, wie im vorliegenden Beispiel, Isoliermaterial, wobei sich das Isoliermaterial von der Hauptoberfläche 21 her bis zu einer grösseren 45 Tiefe als die Basiszone 34 des bipolaren Invertertransistor in dem Halbleiterkörper 20 erstreckt. Die Basiszone 34 grenzt über wenigstens einen erheblichen Teil ihres Umfangs an das Isoliermaterial. Im vorliegenden Beispiel grenzt die Basiszone 34 auf drei Seiten an die Isolierzone 30, die den Transistor von so den anderen Transistoren trennt. Auch auf der vierten den Kopplungdioden zugekehrten Seite der Basiszone 34 ist eine Zone 82 aus Isoliermaterial vorhanden. Dieser Teil 82 des Isoliermaterialmusters dient nicht zur elektrischen Isolierung des Transistors, sondern zur Begrenzung der Basiszone 34. Durch 55 Anwendung des Isoliermaterialmusters wird die Oberfläche des Basis-Kollektor-Übergangs 36 verhältnismäsig klein gehalten und wird die Möglichkeit zur Speicherung von Ladungsträgern in dem Kollektorgebiet 22 beschränkt und wird die Speicherung von Ladungsträgern in dem neben der Basiszone 6o 34 liegenden hochohmigen Teil 31 des Kollektorgebietes 22 verhindert.

Es sei bemerkt, dass, obwohl die Zone 82 aus Isoliermaterial vorzugsweise wohl vorhanden ist, diese Zone nicht notwendig ist. Die Zone 82 kann völlig fortgelassen werden, so 65 dass der hochohmige Teil 31 des Kollektorgebietes an der betreffenden Stelle an die Basiszone 34 grent. Auch in diesem Falle wird die Speicherung von Ladungsträgern in dem Kollektorgebiet infolge der Absaugwirkung vor allem der am

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nächsten liegenden Kopplungsdiode verhältnismässig gering ein erstes Niveau von Leiterbahnen, das u.a. die Leiterbahnen sein. Diese Absaugwirkung wird beim zweiten Beispiel noch 12 bis 15,47 und 53 enthält. Die Leiterbahnen 11 bestehen aus näher erörtert. zwei Teilen, von denen erste Teile 57 auf dem ersten Niveau

Weiter kann statt der Isoliermaterialzone 82 eine hochdo- liegen und bis in die Öffnung 39 und 45 reichen und von tierte n-leitende Zone verwendet werden, die die Injektion von 5 denen ein zweiter Teil 58 auf einem zweiten Niveau liegt, das Löchern aus der Basiszone 34 in lateraler Richtung praktisch durch die obere Schicht 56 von dem erstenNiveau getrennt ist parallel zu der Hauptoberfläche beschränkt. und über Öffnungen 59 mit den ersten Teilen 57 in direkter

Im vorliegenden Beispiel reicht die Basiszone 34 des Inver- Verbindung steht.

tertransistors bis zu dem niederohmigen Teil 32 des Kollektor- Mit Hilfe des zweiten Niveaus von Leiterbahnen können gebietes 22 und ist diese Basiszone durch diesen Teil 32 von io auch Verbindungen zwischen Signaleingängen 11 und Signal-dem Substratgebiet 29 getrennt. Die Dotierungskonzentration ausgängen 12 bis 15 hergestellt werden. Z.B. kann die Basisauf der Kollektorseite des Übergangs 36 wird dadurch verhält- zone des Invertertransistors in der Insel 24 mit der Leiterbahn nismässig hoch sein, wodurch die Erschöpfungskapazität die- 12 verbunden sein. Der zweite Teil 58 der Leiterbahn 11 ses Übergangs verhältnismässig gross ist. Es ist jedoch wichti- erstreckt sich dann in der in Fig. 2 waagrecht gezeichneten ger, dass durch diese verhältnismässig hohe Konzentration 15 Richtung von dem Kontakt mit der Basiszone über die Emit-verhältnismässig geringe Speicherung von Minoritätsladungs- terzone des Invertertransistors und die Leiterbahn 41 bis ober-trägem in dem Kollektorgebiet aufteten wird. halb der Leiterbahn 12 und ist dort durch eine (hier nicht dar-

Die Emitterzone 33 grenzt nur auf zwei Seiten an das Iso- gestellte) Öffnung 59 in der zweiten Isolierschicht 56 mit dem liermaterial 30. Dies hat den Vorteil, dass die Oberfläche der dargestellten Ende der Leiterbahn 12 verbunden.

Emitterzone 33 für Lagenabweichungen, die durch ein nicht 20 In einer Abwandlung dieser Ausführungsform ist die Lei-ganz ideales Ausrichten von Masken während der Herstellung terbahn, die die Emitter miteinander verbindet, zu dem zweientstehen können, wenig empfindlich ist. Bei Anwendungen, ten Niveau von Leiterbahnen verschoben und ist der Zwi-bei denen die Grösse der Oberfläche der Emitterzone nicht schenraum zwischen den Invertertransistoren etwas vergrös-besonders kritisch ist, kann die Emitterzone aber auch gegen sert, so dass die ersten Teile 57 der Leiterbahnen 11 über sich das Isoliermaterial 82 gelegt werden, so dass der Emitter auf 25 zwischen den Invertertransistoren erstreckende auf dem ersten drei Seiten von Isoliermaterial begrenzt ist. Der Invertertransi- Nievau liegend Leiterbahnen mit den auf dem ersten Niveau stor kann dann kleiner sein. liegenden Leiterbahnen 12 bis 15 verbunden werden können.

In Fig. 2 sind auch Oberflächengebiete 23 und 24 angege- Die Leiterbahn 53 kann mit einem schematisch dargestell-

ben, die identische, wenigstens ähnliche Schaltelemente ent- ten Anschluss 54 verbunden sein.

halten. Diese Gebiete dienen also je als Kollektorgebiet eines 30 Die Leiterbahnen 12 bis 15,47 und 57 des ersten Niveaus planaren npn-Transistors mit einer Anzahl von Signalaus- können z.B. aus Aluminium oder aus einem anderen geeigne-

gangsbahnen, die über eine Diode mit dem betreffenden Kol- ten leitenden Material bestehen. Erwünschtenfalls kann zur lektorgebiet gekoppelt sind. Die Anzahl von Dioden kann von Vermeidung direkten Kontakts zwischen dem Aluminium und Transistor zu Transistor zwischen 1 und z.B. 4 oder 5 variieren dem in den Öffnungen in der Isolierschicht gebildeten Plati-und wird von der von der integrierten Schaltung zu erzeugen- 35 nel-Silizid eine Sperrschicht verwendet werden. Als Sperr-den logischen Funktion abhängig sein. schicht kann z.B. Titan-Platin oder Titan-Wolfram oder Rho-

Die Kollektorgebiete oder -inseln 22,23 und 24 sind dium Anwendung finden.

nebeneinander längs eines langgestreckten Oberflächengebie- Die Leiterbahnen 58 des zweiten Niveaus bestehen z. B.

tes 28 angeordnet, aus dem den Signaleingängen 11 Strom aus Aluminium oder Titan-Platin-Gold.

zugeführt wird. In diesem Gebiet 28 sind eine Anzahl lateraler 40 Vorzugsweise ist in allen Öffnungen 38, 39,40,45,46 und pnp-Transistoren angebracht, die eine gemeinsame p-leitende 52 in der ersten Isolierschicht 37 und namentlich in den ersten, Emitterzone 43 besitzen. Das Gebiet 28 dient als eine gemein- zweiten und dritten Öffnungen 38,39 und 40 dasselbe Matesame n-leitende Basiszone. Die pnp-Transistoren weisen je rial mit dem Halbleiterkörper in direktem Kontakt. Im vorlie-eine gesonderte p-leitende Kollektorzone 44 auf, die über eine genden Beispiel ist dieses Material das genannte Platinel-Öffnung 45 in der Isolierschicht 37 mit einem Signaleingang 45 Silizid, das in den Öffnungen 40 eine Schottky-Diode bildet 11 verbunden ist. Die gemeinsame Emitterzone 43 ist über eine und das in den anderen Öffnungen einen gut leitenden ÜberÖffnung 46 mit einer Leiterbahn 47 verbunden, die mit einem gang zwischen den Leiterbahnen und den in diesen Öffnungen schematisch dargestellten Anschluss 48 für eine Speisequelle daran grenzenden Halbleitergebieten bildet.

versehen ist. Die mit der Emitterzone 33 verbundene Leiterbahn 41 ist

Die gemeinsame Basiszone 28 weist einen hochohmigen so mit einem schematisch dargestellten Anschluss 60 versehen Teil 49 und einen niederohmigen Teil 50 in Form einer vergra- und das Substratgebiet 29 weist einen Anschluss 61 auf, der benen Schicht auf. Weiter ist in der Basiszone 28 ein niederoh- mit dem Anschluss 60 zu einem gemeinsamen Anschluss 62 miges n-leitendes Oberflächengebiet 51 vorhanden, das z.B. für eine Speisequelle zusammengebaut sein kann.

zugleich mit der Emitterzone 33 angebracht sein kann. Die Der Anschluss 62 kann mit einem geeigneten Bezugspoten-

vergrabene Schicht 50 und das Oberflächengebiet 51 dienen 55 tial, z.B. Erde, verbunden werden. Zwischen den Anschlüssen zur Herabsetzung des Basisreihenwiderstandes. Die vergra- 62 und 48 wird eine geeignete Strom- oder Spannungsspeisebene Schicht 50 dient zugleich zur Unterdrückung parasitärer quelle eingeschaltet. Der Anschluss 54 wird mit einem geeig-Transistorwirkung zu dem Substrat hin. Über dem Oberflä- netenBezugspotential verbunden, wobei die pnp-Transistoren chengebiet 51 befindet sich eine Öffnung 52 in der Isolier- leitend sind. Weiter ist die integrierte Schaltung mit einem schicht 37, durch die die gemeinsame Basiszone 28 mit einer 60 oder mehreren nicht dargestellten Signaleingängen, über die Leiterbahn 53 verbunden ist. Eingangssignale einer oder mehreren Leiterbahnen 11 zuge-

Die integrierte Schaltung ist mit einer Metallisierung aus- führt werden können, und mit einem oder mehreren nicht dargeführt, die über mehrere Ebenen verteilt ist und ohne deren gestellten Signalausgängen versehen, über die von der inte-Vorhandensein komplexe LSI-Schaltungen heutzutage prak- grierten Schaltung erzeugte Ausgangssignale entnommen wertisch nicht erhalten werden können. Dazu besteht die Isolier- 65 den können. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass schicht 37 aus einer ersten oder unteren Schicht 55 mit den das zweite Niveau von Leiterbahnen erwünschtenfalls völlig Öffnungen 38,39,40,45,46 und 52 und einer zweiten oder oder teilweise mit einer weiteren Isolierschicht abgedeckt wer-oberen Schicht 56. Auf der unteren Schicht 55 befindet sich den kann.

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Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann völlig mittels Der aktive für die Emitterzone benötigte Teil der Basiszone ist in der Halbleitertechnik bekannter Verfahren hergestellt wer- 18x18 um. Neben der Emitterzone ist aber mindestens eine den. Vorzugsweise kann das Verfahren nach der niederländi- Kontaktöffnung für Kontaktierung der Basis erforderlich, sehen Patentanmeldung 7709363 angewandt werden. Der In diesem Zusammenhang ist unter dem aktiven Teil der

Inhalt der vorgenannten niederländischen Patentanmeldung 5 Basiszone 34 derjenige Teil zu verstehen, der erforderlich ist, 7709363 ist als in der vorliegenden Beschreibung enthalten zu um darin eine Emitterzone 33 anordnen zu können. Diesem betrachten. Dieses Verfahren ist u.a. vorteilhaft, wenn den aktiven Teil soll sich ein nicht-aktiver Teil der Basiszone 34 für Basiszonen der Invertertransistoren mit Hilfe lateraler kom- elektrischen Anschluss der Leiterbahn 11 anschliessen. plementärer Transistoren Strom zugeführt wird. Die Basiszone 34 weist z.B. Abmessungen von 37 x 18 um

Eine zweite Ausführungsform wird an Hand der Figuren 4 io auf. Der nicht-aktive Teil weist in diesem Falle Abmessungen und 5 beschrieben. In dieser Ausführungsform werden für ent- von 18x19 p.m auf und hat somit einen grösseren Flächenin-sprechende Teile namentlich des Invertertransistors und der halt als der aktive Teil. Vorzugsweise ist im Rahmen der vor-Kopplungsdioden dieselben Bezugsziffern wie in der ersten liegenden Erfindung der nicht-aktive Teil der Basiszone 34, Ausführungsform verwendet. ' der den Emitter des vertikalen komplementären Hilfstransi-

In der Draufsicht nach Fig. 4 sind die Leiterbahnen auf is stors enthält, wenigstens gleich gross wie der aktive Teil, dem ersten Niveau nur zum Teil dargestellt. U.a. sind die Lei- Der verhältnismässig grosse nicht-aktive Teil der Basis-

ter 11,12 und 82 gezeigt. Der Deutlichkeit halber sind auch in zone 34 erleichtert in diesem Beispiel die Anordnung der wei-dieser Figur die dargestellten Leiterbahnen schraffiert. teren Oberflächenzone 80 und den Kurzschluss des pn-Über-

Die zweite Ausführungsform enthält eine Anzahl n-leiten- gangs 81 in die Öffnung 39. Die Öffnung 39 ist z.B. 10 x 12 der Oberflächengebiete 22 bis 26 und 72, die auf übliche Weise2o pm und die Oberflächenzone 80 ist etwa 6 p.m x 12 p.m. Vor-mit Hilfe p-leitender Isolierzonen voneinander getrennt sind. zugsweise ist die von der Oberflächenzone 80 an der Haupt-Die Oberflächengebiete 22 bis 26 dienen als Kollektorgebiete Oberfläche 21 eingenommene Oberfläche mindestens ein Drit-bipolarer Invertertransistoren. Nachstehend wird insbeson- tel der Oberfläche der Emitterzone 33 und ist die Oberflächen-dere der Transistor im Kollektorgebiet 22 näher beschrieben. zone 80 höchstens zwei- bis dreimal grösser als die Emitter-Dieser Transistor enthält eine Emitterzone 33 und eine 25 zone 33. Insbesondere werden günstige Ergebnisse mit einer Basiszone 34, die einen ersten pn-Übergang 35 bilden. Weiter Oberflächenzone 80 erzielt, deren Grösse mindestens gleich bildet die Basiszone 34 mit dem Kollektorgebiet 22 einen zwei- der Hälfte der Grösse der Emitterzone 33 ist.

ten Übergang 36. In der Basiszone ist eine weitere n-leitende Dadurch, dass der nicht-aktive Teil der Basiszone 34 im

Oberflächenzone 80 erzeugt, die mit der Leiterbahn 11 verbun- vorliegenden Beispiel verhältnismässig gross ist, und der nie-den ist. Auch dieser Transistor enthält also einen vertikalen 30 derohmige Teil 32 des Kollektorgebietes 22 praktisch nicht Hilfstransistor 22, 34, 80, der von der gleichen Art wie der weiter als bis unterhalb der Emitterzone 33 reicht, weisen auch

Invertertransistor ist. Beide Transistoren sind npn-Transisto- die einander gegenüberliegenden Teile der pn-Übergänge 36 ren. Im vorliegenden Beispiel sind ausserdem noch einige wei- und 42 eine verhältnismässig grosse Oberfläche auf. Dies tere Massnahmen zur Vergrösserung der Schaltgeschwindig- bedeutet, dass der eingebaute vertikale pnp-Hilfstransistor keit getroffen. 35 verhältnismässig gross ist. Je nachdem der npn-Hilfstransistor

Der niederohmige Teil 32 des Kollektorgebietes 22 weist in und/oder der pnp-Hilfstransistor grösser sind, wird über-dieser Ausführungsform in einer zu der Oberfläche 21 prakti- schüssiger Basisstrom des leitenden Invertertransistors effektischen parallelen Richtung einen beschränkten Umfang auf, ver und bei einer niedrigeren Durchlassspannung über dem wobei sich dieser Teil 32 einerseits unter der Emitterzone 33 pn-Übergang 36 abgeführt. Der leitende Invertertransistor ist und unter den gleichrichtenden Übergängen 16 erstreckt und 40 dann in geringerem Mass übersteuert und die Ladungsspei-andererseits unter der Basiszone 34 und der darüber liegenden cherung in diesem Transistor ist dann dementsprechend ver-zweiten Öffnung 39 ein Gebiet freilässt, in dem der hochoh- ringert.

mige Teil 31 des Kollektorgebietes direkt unter Bildung eines Die Öffnungen 40 weisen z.B. Abmessungen von 5 pm x dritten pn-Übergangs 42 an das Substratgebiet 29 grenzt. Die 22 pm auf.

zwischen dem zweiten und dem dritten pn-Übergang 36 bzw. 45 Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, dass die oben 42 gemessene Dicke des hochohmigen Teiles 31 des Kollektor- angegebenen Abmessungen sich der Einfachheit halber auf gebietes 22 ist vorzugsweise geringer als 5 p.m. Durch diese die Masken beziehen, die für die verschiedenen photolithogra-zusätzliche Massnhame, durch die unter dem Basiskontakt phischen Behandlungen bei der Herstellung erforderlich sind, sich das Substratgebiet bis in verhältnismässig geringe Entfer- In den integrierten Schaltungen selber sind bekanntlich die nung von dem Basis-Kollektor-Übergang 36 erstreckt, wirkt so wirklichen Abmessungen etwas abweichend, u.a. weil bei der betreffende Teil des Substratgebietes effektiv als Kollektor Belichtung und Entwicklung des photoempfindlichen Lackes eines komplementären Hilfstransistors mit dem angrenzenden keine wirklich exakte Abbildung der Masken erhalten wird, da hochohmigen Teil 31, der zwischen den beiden pn-Übergän- bei Ätzbehandlungen oft Unterätzung stattfindet und da bei gen 36 und 42 liçgt, und mit der Basiszone 34 zusammen. In Diffusion von Verunreinigungen auch seitliche Diffusion auf-die npn-Transistorstruktur ist auf zweckmässige Weise und 55 tritt.

praktisch ohne dass cter Transistor eine grössere Halbleiterflä- Im Obenstehenden wurde von einem Invertertransistor mit che beansprucht, auch ein vertikaler komplementärer Hilfs- einer einzigen Emitterzone 33 und einer einzigen Basiskontransistor 34, 31,29 eingebaut. Dadurch fliesst, wenn der taktöffnung 39 ausgegangen. U.a. in Abhängigkeit von dem Invertertransistor übersteuert ist, auch ein Teil des in der gewünschten Strompegel können auch z.B. zwei leitend mit-Basiszone 34 fliessenden Stromes durch den komplementären 60 einander verbundene Emitterzonen verwendet werden. Auch Hilfstransistor 34,31,29, wodurch die Speicherung bewegli- können mehrere Basiskontaktöffnungen, z.B. zwei Kontaktöff-cher Ladungsträger in dem übersteuerten Invertertransistor nungen auf einander gegenüber liegenden Seiten einer einzi-weiter beschränkt wird. gen Emitterzone, vorhanden sein. Bei Anwendung mehrerer

Im vorliegenden Beispiel ist die Emitterzone 33 z.B. 12 x Basiskontaktöffnungen braucht nicht notwendigerweise unter 12 pm gross. Die zugehörige Kontaktöffnung 38 ist etwa 6 x 6 65 jedem der Basiskontakte ein Hilfstransistor eingebaut zu sein, pm und für den Abstand an der Halbleiterfläche zwischen Vorzugsweise ist das Kollektorgebiet 22 des Invertertransistors dem Emitter-Basis-Übergang 35 und dem Basis-Kollektor- praktisch rechteckig und liegen die Öffnungen 38,39 und 40 in Übergang 36 ist eine minimale Grösse von 3 pm eingehalten. der Isolierschicht in einer gleichen Richtung nebeneinander,

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wobei die Öffnung(en) 38 und die zugehörige(n) Emitterzo-ne(n) 33 zwischen den Öffnungen 40 für die Kopplungsdioden einerseits und der oder mindestens einer der Öffnungen 39 für den Basiskontakt andererseits liegt (liegen). Der eingebaute vertikale komplementäre Hilfstransistor ist vorzugsweise unter der zuletzt genannten äusseren Kontaktöffnung vorhanden. Die vergrabene Schicht 32 ersteckt sich vorzugsweise ununterbrochen von unterhalb der Emitterzone 33 bis unterhalb der Kopplungsdioden 16. Vorzugsweise befindet sich wenigstens an dieser äusseren Kontaktöffnung eine weitere Oberflächenzone 80. Da an dieser Stelle der vertikale komplementäre Hilfstransistor eingebaut ist, ist der für die weitere Oberflächenzone 80 verfügbare Raum hier meistens verhältnismässig gross. Wenn auch andere zweite Öffnungen 39 über der Basiszone 34 vorhanden sind, können an diesen Öffnungen mit Vorteil auch Oberflächenzonen 80 angebracht werden. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass indem unterhalb einer Oberflächenzone 80 ein weiterer komplementärer Hilfstransistor eingebaut wird, der günstige Effekt der Oberflächenzone 80 an sich verringert werden kann.

Die Tatsache, dass sich in diesem Falle der niederohmige Teil 32 des Kollektorgebietes 22 nicht bis unterhalb der Oberflächenzone 80 ersteckt, kann zur Folge haben, dass das Kollektorgebiet 22 einen weniger guten Emitter für den npn-Hilfs-transistor bildet. Der gesamte günstige Effekt der beiden Hilfstransistoren zusammen (npn- und pnp) wird aber grösser als der Effekt eines einzigen Hilfstransistors sein.

Eine andere Massnahme zur Verbesserung der Schaltgeschwindigkeit besteht darin, dass ein verbesserter lateraler komplementärer Hilfstransistor durch Zusatz einer weiteren Oberflächenzone 71, die während der Herstellung zugleich mit der Basiszone 34 erhalten werden kann, eingebaut ist. Im Gegensatz zu der Oberlächenzone 80 weist die Zone 71 den gleichen Leitungstyp wie die Basiszone 34 und wie die Isolierzone 30 auf. An der Halbleiteroberfläche fällt die Zone 71 teilweise mit der Isolierzone 30 zusammen. Die Zonen 71 und 30 überlappen sich. Es ist wichtig, dass die Basizone 34 und die Isolierzone 30 mittels verschiedener Diffusionsbearbeitungen erhalten werden, wodurch ihr gegenseitiger Abstand an der Halbleiteroberfläche verhältnismässig gross sein muss. Die Basiszone 34 und die Zone 71 werden dagegen mittels derselben Diffusionsbearbeitung gleichzeitig erhalten, so dass ihr gegenseitiger Abstand verhältnismässig klein sein kann. Sie weisen praktisch die gleiche Eindringtiefe in den Halbleiterkörper und in einer Richtung quer zu der Hauptoberfläche praktisch den gleichen Dotierungskonzentrationsverlauf auf. Ein üblicher Abstand zwischen der Basizone 34 und der Isolierzone 30 ist z.B. etwa 10 um. Der Abstand zwischen der Basiszone 34 und der weiteren Oberflächenzone 71 braucht nicht mehr als 5 um zu betragen. Die Zonen 34 und 71 bilden den Emitter und den Kollektor eines effektiven lateralen komplementären Hilfstransistors, dessen Basisdicke 5 jxm oder weniger ist. Auch dieser Hilfstransistor führt, wenn der Invertertransistor leitend ist, Strom ab, wodurch der Invertertransistor in geringerem Masse übersteuert wird.

Wie erwähnt, ist die Basisdicke des lateralen komplementären Hilfstransistors vorzugsweise höchstens 5 (im. Im vorliegenden Beispiel gelten die angegebenen Abstände von 10 und 5 jim für die bei der Herstellung zu verwendenden Masken und sind die entsprechenden Abmessungen in der integrierten Schaltung von allem durch das Auftreten seitlicher Diffusion kleiner. Der Abstand zwischen der Basiszone 34 und der Isolierzone 30 wird durchschnittlich etwa 7 (im betragen. Die Basisdicke des lateralen Hilfstransistors ist tatsächlich etwa 3 H,m.

In dieser Ausführungsform mit einem lateralen komplementären Hilfstransistor bildet die zusätzlich Oberflächenzone 71 das Gebiet vom zweiten Leitungstyp, das auf zweckmässige

Weise als Kollektor des komplementären Hilfstransistor dient.

Die weitere Oberflächenzone 71 kann eine geschlossene Geometrie aufweisen und als ein Ring die Basiszone 34 umgeben, wobei sie zwischen der Basiszone 34 einerseits und den Kopplungsdioden 16 andererseits verläuft. Vorzugsweise ist jedoch die weitere Zone 71 auf der Seite der Kopplungsdioden 16 offen und umgibt sie die Basiszone 34 nur an dem nicht den Kopplungsdioden zugewandten Teil des Basiszonenrandes. Im vorliegenden Beispiel ist die Zone 71 daher U-förmig gestaltet.

Der Anwendung einer Zone 71 mit einer nicht geschlossenen Geometrie liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine derartige Zone auf der den Kopplungsdioden 16 zugekehrten Seite der Basiszone 34 praktisch überflüssig ist. Namentlich wenn die Kopplungsdioden Schottky-Dioden sind, ist die Lebensdauer für die Minoritätsladungsträger in dem Kollektorgebiet 22 an den gleichrichtenden Übergängen 16 sehr kurz. Vor allem die erste der Basiszone 34 am nächsten liegende Kopplungsdiode wird Minoritätsladungsträger aus dem Kollektorgebiet absaugen und erfüllt damit praktisch die gleiche Funktion wie die Zone 71. Dadurch wird jedoch durch die erste Kopplungsdiode ein etwas grösserer Strom als durch die übrigen weiter entfernten Kopplungsdioden fliessen. Dieser Unterschied in der Stromgrösse ist aber derart gering, dass dadurch die befriedigende elektrische Wirkung der Schaltung auf keinerlei Weise gefährdet wird. Die Invertertransistoren weisen eine reichlich genügende Verstärkung auf, um diese Stromunterschiede neutralisieren zu können. Der obenbeschriebene Effekt der Kopplungsdioden auf die Speicherung von Minoritätsladungsträgern wird auch im ersten Beispiel auftreten, wenn die Zone 82 aus Isoliermaterial zwischen der Basiszone 34 und den Kopplungsdioden 16 fortgelassen wird.

Die für die weitere Oberflächenzone 71 gewählte Form hat den wichtigen Vorteil, dass kein zusätzlicher Raum an der Halbleiteroberfläche benötigt wird. Eine geschlossene Form oder ein geschlossener Ring, der gas ganze Kollektorgebiet umgibt, würde den für die Kopplungsdioden verfügbaren Raum beschränken. Eine geschlossene Form oder ein geschlossener Ring, der die Basiszone 34 umgibt und zwischen der Basiszone 34 und der ersten Kopplungsdiode 16 verläuft, würde einen grösseren Abstand zwischen dieser Basiszone 34 und der ersten Kopplungsdiode 16 notwendig machen.

Eine andere Massnahme, durch die die Schaltgeschwindigkeit vergrössert werden kann, ist der Ersatz des für die Stromzufuhr verwendeten lateralen pnp-Transistors 43,28,44 aus dem ersten Beispiél durch einen Widerstand in Verbindung mit einer möglichst niedrigen Speisespannung von 1 V oder weniger. Vorzugsweise ist die Speisespannung höchstens gleich der Summe der Diodendurchlassspannung VBE des Invertertansistors und des Hubes des logischen Signals, oder mit anderen Worten höchstens gleich 2Vbe-VDi , wobei VDi die Diodendurchlassspannung der Kopplungsdioden ist.

Auch die zuletzt genannte Massnahme ist im zweiten Beispiel verwirklicht. Die Kollektorgebiete 22 bis 26 der Invertertransistoren sind auf den gegenüberliegenden Seiten eines (einer) gemeinsamen Oberflächengebietes oder Insel 72 angeordnet. Diese Insel 72 enthält eine Anzahl von Widerständen 73, die je mit einem Signaleingangsleiter 11 verbunden sind. Weiter sind die Widerstände 73 mit Anschlusskontakten in Form einer leitenden Schicht 74 versehen, die, gleich wie die mit der Emitterzone 33 verbundenen leitenden Schichten 82, zu dem ersten Niveau von Leiterbahnen gehören. Die leitenden Schichten 74 dienen zum Anschluss an eine in Fig. 4 nicht dargestellte, in der Zeichnungsebene der Fig. 4 waagerecht verlaufende praktisch in der Mitte über den Widerständen 73 liegende Speiseleitung 75. Diese waagrechte Speiseleitung 75 gehört zu den Leiterbahnen des zweiten Niveaus und weist Ansätze auf, die in der Ebene der Fig. 4 abwechselnd nach

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10

15

20

25

30

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65

9

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oben und nach unten gerichtet sind und die mit den Schichten zweiten Widerstand durchfliessende Strom, der über den Kol-

74 durch eine Öffnung in der Isolierschicht 56, die die Leiter- Iektor des leitenden Transistors abgeführt wird, ist somit etwa bahnen verschiedener Niveaus voneinander trennt, verbunden zweimal grösser als der den ersten Widerstand durchfliessende sind. Strom, der als der Basistrom dem leitenden Transistor zuge-

Auch die zweite Speiseleitung 83 gehört zu den Leiterbah- 5 führt wird. Der leitende Transistor ist somit in wesentlich nen des zweiten Niveaus und ist in Fig. 4 nicht dargestellt. Die geringerem Masse übersteuert als bei einer idealeren Strom-Speiseleitung 83 verläuft praktisch parallel zu der Speiselei- quellenspeisung der Fall gewesen wäre. Im letzteren Falle tung 75 und liegt über den Emitterzonen 33. wären die Basis- und Kollektorströme praktisch gleich gross

Schliesslich zeigt Fig. 4 einige Signaleingangsleiter 11 und gewesen, während im vorliegenden Beipiel infolge der niedri-Sinalausgangsleiter 12, die zu dem ersten Niveau von Leiter- io gen Speisespannung in Verbindung mit den Widerständen 73 bahnen gehören. Sofern Signale anderer weiter entfernter ein Unterschied gleich einem Faktor 2 auftritt. Die Ladungs-

Teile der integrierten Schaltung den dargestellten Invertertran- speicherung in dem Invertertransistor ist damit entsprechend sistoren zugeführt weden müssen, sind in einer zu den Speise- herabgesetzt.

leitungen parallelen Richtung mindestens zwei Lagen verfüg- Auch bei Anwendung einer höheren Speisespannung kann bar, die zwischen den elektrischen Anschlüssen der Wider- 15 es vorteilhaft sein, die Ströme über Widerstände den Basen stände 73 liegen. Obendrein kann manchmal eine Lage zwi- der Invertertransistoren zuzuführen. Der Widerstandswert der sehen den Widerständen und den Invertertansistoren, wie Widerstände muss dann grösser sein. Nötigenfalls können die unten in Fig. 4 angegeben ist, verwendet werden. Weiter kön- Widerstände auf an sich bekannte Weise mit Hilfe von Ionen-nen mit Hilfe des zweiten Niveaus von Leiterbahnen auch sich implantation hergestellt werden. In diesem Falle können einkreuzende Signalleiter gebildet werden. 20 fach Widerstandszonen mit einem Flächenwiderstand von z.B.

Die Widerstände 73 weisen eine für integrierte Schaltun- etwa 2 k £2 erhalten werden. Auch können die Widerstände gen übliche Struktur auf. Dies sind p-leitende Zonen, die statt in dem Halbleiterkörper auf dem Körper angebracht wer-

zugleich mit den Basiszonen 34 gebildet werden können. Diese den, z.B. in Form einer durch Niederschlagen oder auf andere Zonen 73 liegen in der gemeinsamen Insel 72 über einer zu der Weise erhaltenen Schicht aus Widerstandsmaterial, wie Titan, Insel 72 gehörigen vergrabenen Schicht 76. An dem mit der 25 Tantal oder polykristallines Halbleitermaterial.

Speiseleitung 75 verbundenen Ende der Widerstände 73 ist Im beschriebenen zweiten Beispiel wird über den vertika-

zugleich mit den Emitterzonen 33 eine höher dotierte n-lei- len und/oder den horizontalen komplementären Hilfstransi-tende Oberflächenzone 77 angebracht. Der an der Genze zwi- stor Strom zu dem Anschluss 61 abgeführt. Dieser elektrische sehen den Zonen 73 und 77 gebildete pn-Übergang 78 ist Anschluss 61 bildet den Anschluss des Kollektors des Hilfs-

durch die sich darauf erstreckende leitende Schicht 74 kurzge- 30 transistors. Zur Verringerung des Reihenwiderstandes kann es schlössen. Über die Oberflächenzonen 77 ist die Speiseleitung in diesem Zusammenhang günstig sein, das Substrat 29 nicht

75 unmittelbar mit der gemeinsamen Insel 72 verbunden. oder nicht nur auf der Unterseite anzuschliessen, sondern auf

Es ist übrigens einleuchtend, dass nicht alle Widerstände der Oberseite des Halbleiterkörpers die tiefen p-leitenden auf einer Seite mit der gemeinsamen Insel 72 über eine Zonen 30 an vorzugsweise in regelmässigen Abständen von angrenzende Oberflächenzone 77 und einen kurzgeschlosse- 35 einander liegenden Stellen mit einer Leiterbahn und z.B. mit nen pn-Übergang 78 verbunden zu sein brauchen. Meistens der Speiseleitung 83 zu verbinden. Wenn die Isolierzonen über wird z.B. auch eine einzige Verbindung zwischen der Speise- ihre ganze Tiefe oder einen Teil ihrer Tiefe aus Isoliermaterial leitung 75 und der gemeinsamen Insel 72 an sich bereits genü- bestehen und ein komplementärer Hilfstranssitor verwendet gend sein. Über die Verbindung mit der Speiseleitung brau- wird, empfiehlt es sich, an auf regelmässige Weise angeordne-chen nur die Leckströme der verschiedenen pn-Übergänge 40 ten Stellen zwischen oder neben den Gatterschaltungen tiefe abgeleitet zu werden, so dass der Strom durch diese Verbin- von der Halbleiteroberfläche bis zu dem Substratgebiet rei-dung verhältnismässig klein ist. chende Halbleiterzonen anzubringen, die an der Halbleiter-

Der Flächenwiderstand der Zonen 73 beträgt z.B. etwa 200 Oberfläche mit einer Leiterbahn verbunden sind und auf diese Q. Die Widerstände weisen z.B. je einen Wert von etwa 800 Q, Weise für die gewünschte Ableitung von Strom sorgen kön-àuf. 45 nen.

Die Speiseleitung 75 ist mit einem Anschluss 48 und die Auch die integrierte Schaltung nach dem zweiten Beispiel

Speiseleitung 83 ist, gleich wie das Substratgebiet 29, mit dem kann völlig auf übliche Weise mit Hilfe in der Halbleitertech-Anschluss 62 verbunden. Zwischen den Anschlüssen 48 und nik bekannter Verfahren hergestellt werden.

62 kann eine Speisespannung von z.B. etwa 920 mV angeboten Die beschriebenen Ausführungsformen weisen eine Kom-

werden. Diese Speisung ist in Fig. 5 schematisch mit der Span- 50 bination von Eigenschaften auf, die für LSI-Schaltungen nungsquelle 79 angegeben. besonders geeignet ist. Zunächst ist der Herstellungsvorgang,

Die gewählte Speisespannung ist gleich der Summe der der für diese integrierte Schaltung erforderlich ist, wesentlich Diodendurchlassspannung VBe des Invertertransistors und des einfacher als für die beschriebene bekannte Schaltung. Die logischen Hubes. Der logische Hub ist gleich der Spannung integrierte Schaltung nach der Erfindung kann durch densel-VBE abzüglich der Diodendurchlassspannung Vm und der Kol- 55 ben bekannten Vorgang hergestellt werden, durch den z.B. lektor-Emitter-Spannung VCE des leitenden Invertertransistors. auch LS TTL und I2L hergestellt werden können. Im Gegen-

Beim Betrieb ist der Ausgang einer ersten Gatterschaltung satz zu der beschriebenen bekannten Schaltung sind LS TTL mit einem leitenden Invertertransistor an den Eingang einer und PL beide als kommerzielles Erzeugnis auf dem Markt. . zweiten Gatterschaltung angeschlossen, deren Invertertransi- Im zweiten Beispiel wurde eine n-leitende epitaktische stor dann nichtleitend ist. Über dem zu der ersten Gatterschal- 60 Schicht mit einer Dicke von etwa 3 (im und einem spezifischen tung gehörigen Widerstand wird ein Spannungsabfall auftre- Widerstand von etwa 0,7 Q cm verwendet. Wie erwähnt, waren ten, der gleich dem logischen Hub ist. Das Eingangssignal ist die Schottky-Kopplungsdioden von einem auch in LS TTL ja hoch und gleich der Basis-Emitter-Durchlassspannung VBE üblichen Typ mit einem Platinel-Silizid-Übergang. Die Dio-Über dem zu der zweiten Gatterschaltung gehörigen Wider- dendurchlassspannung dieser Dioden war etwa 0,48 V.

stand wird ein Spannungsabfall auftreten, der zweimal grösser 65 Bekanntlich ist die konventionelle PL verhältnismässig als der logisch Hub ist. Hier ist das Eingangssignal niedrig langsam im Vergleich zu LS TTL. Während die Mindestverzö-

und etwa gleich der Summe der Diodendurchlassspannung gerungszeit eines FL-Inverters mit einem einzigen Ausgang VD| und der Spannung VCE des leitenden Transistors. Der den etwa 10 bis 20 Nanosekunden beträgt, beträgt sie für LS TTL

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etwa 5 bis 7 Nanosekunden. Die hier gegebenen Schaltzeiten werden in integrierten Schaltungen vom Typ PL bzw. LS TTL mit einer epitaktischen Schicht mit einer Dicke von etwa 3 |im verwirklicht. Der spezifische Widerstand der epitaktischen Schicht beträgt für PL-Schaltungen etwa 0,7 Q .cm, während für LS TTL-Schaltungen von einem Wert von etwa 0,3 Q .cm ausgegangen ist.

Es ist nun sehr überraschend, dass die Mindestverzöge-rungszeit für die Schaltung nach der Erfindung in der zweiten beschriebenen Ausführungsform etwa 2 bis 3 Nanosekunden - betragen kann. Bei einem Stromniveau von z.B. etwa 400 (iA ist die Emitter-Basis-Diodendurchlassspannung z.B. etwa 760 mV und kann die Kollektor-Emitter-Spannung VCe des leitenden Invertertransistors etwa 60 mV sein. Der Hub des logischen Signals ist dann etwa 22o mV.

Trotz der Tatsache, dass in LS TTL der Invertertransistor mit Hilfe einer Schottky-Anklammerungdiode ausser Sättigung gehalten wird und der Invertertransistor in der Schaltung nach der Erfindung wh 01 in Sättigung gerät, weist die letztere Schaltung dennoch eine etwa zweimal kürzere Verzögerungszeit auf. Der vergleichbare PL-Inverter, der auch in Sättigung gerät, weist dagegen eine drei- bis sechsmal längere Verzögerungszeit auf. Offenbar ist da Einbauen eines oder mehrerer Hilfstransistoren, wie angegeben ist, ein unerwartet wirkungsvolles Mittel, wobei die Folgen des Insättigunggeratens des Invertertransistors drastisch beschränkt werden, und wobei das Mass, in dem der Invertertransistor in Sättigung gerät, gut beherrscht wird.

Für LS TTL beträgt das t D-Produkt, d.h. das Produkt der Verzögerungszeit i und der zu dieser Verzögerungszeit gehörigen Verlustleistung D, in einer üblichen Ausführung etwa 19 pj. Für PL und die Schaltung nach der Erfindung ist das t D-Produkt etwa gleich gross, und zwar 0,3 bis 2 pj.

Eine dritte Grösse, die für LSI-Schaltungen von besonderer Bedeutung ist, ist die Packungsdichte oder die Anzahl von Gatterschaltungen, die durchschnittlich pro Quadratmillimeter Halbleiteroberfläche erhalten werden kann. In dieser Hinsicht ist PL bekanntlich mit einer Packungsdichte von etwa 200 bis 250 Gattern pro Quadratmillimeter deutlich der LS TTL mit einer Packungsdichte von 15 bis 20 Gattern pro Quadratmillimeter überlegen. Die Packungsdichte der integrierten Schaltung nach der Erfindung ist für die zweite Ausführungsform 120 bis 180 Gatter pro Quadratmillimeter. Dies ist also um etwa einen Faktor 6 günstiger als für LS TTL und um weniger als einen Faktor 2 schlechter als für PL.

Die vorliegende Erfindung schafft also eine erhebliche Verbesserung im Vergleich zu LS TTL und ist namentlich für Anwendungen, bei denen eine für konventionelle PL zu hohe Schaltgeschwindigkeit erforderlich ist, in bezug auf PL deutlich konkurrierend.

Es dürfte einleuchten, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass im Rahmen der Erfindung für den Fachmann viele Abwandlungen möglich sind. So können andere Halbleitermaterialien, wie Germanium oder AmBv-Verbindungen verwendet werden. Weiter können in den Beispielen die Leitungstypen untereinander verwechselt werden, wobei die elektrischen Spannungen und Stromrichtungen dementsprechend ange-passt werden.

In der ersten Ausführungsform ist die Dicke der n-leiten-den Oberflächenschicht vorzugsweise nicht grösser als etwa 2

p.m. Vorzugsweise wird eine n-leitende epitaktische Schicht verwendet und wird die Basiszone 34 dadurch erhalten, dass die epitaktische Schicht örtlich durch Diffusion und/oder Ionenimplantation durch Überdotierung bis auf die höher 5 dotierte n-leitende vergrabene Schicht in den p-Typ umgewandelt wird.

Auch können andere Formen dielektrischer Isolierung, wie V.Nuten oder mit Polysilizium angefüllte Nuten, verwendet werden.

io In der zweiten Ausführungsform ist die Dicke der Oberflächenschicht vorzugsweise nicht grösser als etwa 6,5 [im. Mit Vorteil wird eine Dicke von höchstens etwa 3,5 (im verwendet. Die Oberflächenschicht wird meist eine eptiaktische Schicht sein, aber kann auch auf andere Weise, z.B. durch Diffusion 15 oder Ionenimplantation, erhalten werden. Die Kollektorgebiete können auch als einzelne Gebiete durch Dotierung in einem Substrat vom entgegengesetzten Leitungstyp angebracht werden. Der spezifische Widerstand oder im allgemeinen die Dotierungskozentration der Oberflächenschicht kann inner-20 halb weiter Grenzen angepasst werden. Z.B. kann statt der epitaktischen Schicht von 0,7 Q .cm auch gut eine epitaktische Schicht von etwa 0,3 Q .cm verwendet werden. Dieser spezifische Widerstand beeinflusst u.a. den Reihenwiderstand der Kopplungsdioden.

25 Sowohl für den vertikalen aus auch für den lateralen komplementären Hilfstransistor gilt, dass die Basisdicke des Hilfstransistors zwischen dem Emitter und dem Kollektor vorzugsweise z.B. etwa 3 |im öder weniger beträgt.

Der Invertertransistor kann auch symmetrisch in bezug auf 30 den nicht-aktiven Teil der Basiszone ausgeführt sein. In diesem Falle wird der Basiskontakt, der den Emitter des komplementären Hilfstransistors enthält, z.B. zentral angeordnet sein, wobei auf zwei gegenüberliegenden Seiten dieses Kontakts eine Emitterzone und eine oder mehr Kopplungsdioden vor-35 handen sind. Auf jeder dieser Seiten wird eine vergrabene Schicht vorhanden sein, die sich ununterbrochen von unterhalb der Emitterzone bis unterhalb der Kopplungsdiode(n) erstreckt. Wenn in einen derartigen symmetrischen Transistor • ein lateraler komplementärer Hilfstransistor eingebaut ist, 40 wird das Gebiet, das dessen Kollektor bildet, aus zwei Teilen bestehen, die neben den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten der Basiszone liegen, die nicht Kopplungsdioden zugewandt sind.

Die Aktivatorkonzentration in dem Teil des Substratgebie-45 tes, der als Kollktor des vertikalen komplementären Hilfstransistors der Basiszone des Invertertransistor gegenüber angeordnet ist, ist vorzugsweise um einen Faktor 10 und mit Vorteil um mindestens einen Faktor 100 niedriger als die Aktivatorkonzentration in dem niederohmigen Teil des Kollektor-50 gebietes des Invertertransistors.

Die Kopplungsdioden 16 können auch mit Hilfe anderer Materialien als das genannten Platinel-Silizid erhalten werden. Vorzugsweise kann Aluminium, Platinsilizid, Kobaltsilizid oder Titan verwendet werden. Dieses Material kann nur in den 55 Öffnungen in der Isolierschicht vorhanden sein, wie bei den beschriebenen Platinel-Silizid-Übergängen, oder als Schicht einen Teil der Leiterbahnen bilden, wie bei Titan häufig der Fall ist. Die Titanschicht ist dann mit einer gut leitenden Schicht aus z.B. Gold überzogen, wobei nötigenfalls eine 60 Sperrschicht aus z.B. Platin zwischengefügt sein kann.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

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   2

   PATENTANSPRÜCHE

   Integrierte logische Schaltung mit einem Signaleingang, der durch eine Basis eines Bipolartransistors gebildet wird, und mit mehreren Signalausgängen, die je über eine Diode mit dem Kollektor des Bipolartransistors gekoppelt sind, wobei s der Signaleingang mit Mitteln zum Zuführen von Strom versehen ist, und wobei die Schaltung einen Halbleiterkörper mit einer Hauptoberfläche enthält, an die mehrere Oberflächengebiete von einem ersten Leitungstyp grenzen, die- sich auf einem gemeinsamen Substratgebiet von einem zweiten, dem ersten 10 entgegengesetzten Leitungstyp befinden, wobei mindestens eines dieser Oberflächengebiete zu einem Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp gehört, das einen Teil des Bipolartransistors bildet, wobei dieses Kollektorgebiet einen hoch- und einen niederohmigen Teil enthält, wobei sich der niederohmige Teil 15 an und längs der Grenzfläche zwischen dem Kollektorgebiet und dem Substratgebiet erstreckt, wobei der Bipolartransistor weiter eine an die Hauptoberfläche grenzende Emitterzone vom ersten Leitungstyp enthält, die in dem Halbleiterkörper durch eine bis zu der Hauptoberfläche reichende Basiszone 20 vom zweiten Leitungstyp von dem Kollektorgebiet getrennt ist, wobei die Basiszone im Kollektorgebiet gebildet ist und über einem Teil dieses Kollektorgebiets liegt, und wobei an der Hauptoberfläche eine elektrisch isolierende Schicht mit einer ersten, über der Emitterzone liegenden Öffnung, einer zweiten, 25 neben der Emitterzone über der Basiszone liegenden Öffnung und mehreren dritten, neben der Basiszone über dem Kollektorgebiet liegenden Öffnungen vorhanden ist, wobei die Isolierschicht Leiterbahnen von dem Halbleiterkörper trennt, die für elektrischen Anschluss bis in die erste, die zweite und die 30 dritten Öffnungen reichen, und wobei die bis in die dritten Öffnungen reichenden Leiterbahnen je über einen gleichrichtenden Übergang, der an das Kollektorgebiet grenzt, mit dem Kollektorgebiet gekoppelt sind, wobei diese gleichrichtenden Übergänge die genannten Dioden bilden, und wobei der 35 Bipolartransistor an der Hauptoberfläche von einer Isolierzone umgeben ist, mit deren Hilfe der Bipolartransistor von benachbarten Oberflächengebieten vom ersten Leitungstyp getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Halbleiterstruktur des Bipolartransistors eine weitere Oberflächenzone 40 vom ersten Leitungstyp angeordnet ist, die durch die Basiszone von dem genannten Kollektorgebiet getrennt und mit einem elektrischen Anschluss versehen ist, wobei das Kollektorgebiet, die Basiszone und die weitere Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp als Emitter, Basis bzw. Kollektor eines 45 Hilfstransistors dienen, wodurch, wenn der Bipolartransistor übersteuert ist, ein erheblicher Teil des durch den Basisan-schluss der Bipolartransistors fliessenden Stromes in den Hilfstransistor aufgenommen und die Speicherung beweglicher Ladungsträger in dem übersteuerten Transistor wesentlich 50 beschränkt wird.
2. 2. Integrierte logische Schaltung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss der weiteren Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp durch die Leiterbahn gebildet wird, die bis in die zweite, über der Basis- 55 zone des Bipolartransistors liegende Öffnung reicht.
3. 3. Integrierte logische Schaltung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierzonen Zonen aus Isoliermaterial enthalten, die sich von der Hauptoberfläche bis zu einer grösseren Tiefe als die Basiszone des Bipolartransistors 60 in dem Halbleiterkörper erstrecken, wobei die Basiszone über wenigstens einen wesentlichen Teil ihres Umfangs an das Isoliermaterial grenzt.
4. 4. Integrierte logische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiszone des 65 Bipolartransistors bis auf den niederohmigen Teil des Kollektorgebietes reicht und durch diesen Teil von dem Substrat getrennt ist.
5. 5. Integrierte logische Schaltung nach Anspruch 3,

   dadurch gekennzeichnet, dass die Basiszone des Bipolartransistors an der Hauptoberfläche völlig von dem Isoliermaterial umgeben ist und an dieses Material grenzt.
6. 6. Integrierte logische Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Halbleiterstruktur des Bipolartransistors durch zusätzliche Massnahmen ein Gebiet vom zweiten Leitungstyp mit der Basiszone des zweiten Leitungstyps und dem genannten Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp zusammenwirkt, wodurch ein komplementärer Hilfstransistor eingebaut ist, der die genannte Basiszone als Emitter, das Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp als Basis und das Gebiet vom zweiten Leitungstyp als Kollektor enthält, wobei das zuletzt genannte Gebiet mit einem elektrischen Anschluss versehen ist, so dass ein erheblicher Teil des in der Basiszone des Bipolartransistors fliessenden Stromes durch den komplementären Hilfstransistor flies-sen kann und die Speicherung beweglicher Ladungsträger in dem übersteuerten Bipolartransistor wesentlich beschränkt wird.
7. 7. Integrierte logische.Schaltung nach Anspruch 6,

   dadurch gekennzeichnet, dass der niederohmige Teil des Kollektorgebietes in einer zu der Hauptoberfläche praktisch parallelen Richtung einen beschränkten Umfang aufweist, wobei sich dieser Teil einerseits unter der Emitterzone und unter den gleichrichtenden Übergängen erstreckt und andererseits unter der Basiszone und der darüber liegenden zweiten Öffnung in der Isolierschicht ein Gebiet freilässt, in dem der hochohmige Teil des Kollektorgebietes direkt unter Bildung eines pn- . Übergangs an das Substratgebiet grenzt, wobei der an den hochohmigen Teil des Kollektorgebietes grenzende Teil des Substratgebietes als Kollektor des komplementären Hilfstransistors mit dem angrenzenden Kollektorgebiet und der Basiszone des Bipolartransistors zusammenwirkt.
8. 8. Integrierte logische Schaltung nach Anspruch 7,

   dadurch gekennzeichnet, dass die Basiszone des zweiten Leitungstyps einen aktiven Teil enthält, der die Emitterzone des ersten Leitungstyps umgibt und dem sich ein nicht-aktiver Teil anschliesst, der für elektrischen Anschluss der Basiszone dient und über dem die zweite Öffnung vorhanden ist, wobei dieser anschliessende nicht-aktive Teil wenigstens gleich gross wie der aktive Teil ist, an die weitere Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp grenzt und den Emitter des komplementären Hilfstransistors enthält.
9. 9. Integrierte logische Schaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass, auf die Hauptoberfläche gesehen, die erste, die zweite und die dritten Öffnungen eine Reihe bilden, wobei zwischen einer oder mehreren der dritten Öffnungen einerseits und der zweiten über einem Teil der Basiszone, der den Emitter des komplementären Hilfstransistors enthält, liegenden Öffnung andererseits die erste über der Emitterzone liegende Öffnung vorhanden ist.
10. 10. Integrierte logische Schaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hauptoberfläche neben der Basiszone eine an das Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp grenzende weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp verhanden ist, die von der Hauptoberfläche bis zu praktisch der gleichen Tiefe wie die Basiszone in den Halbleiterkörper reicht, wobei diese weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp als Kollektor des komplementären Hilfstransistors dient und mit dem Substratgebiet verbunden ist.
11. 11. Integrierte logische Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand an der Hauptoberfläche zwischen der Basiszone und der weiteren Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp höchstens 5 Jim beträgt.
12. 12. Integrierte logische Schaltung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierzonen Oberflä

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    chenzonen vom zweiten Leitungstyp sind, die sich von der Hauptoberfläche bis zu einer grösseren Tiefe als die weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp in dem Halbleiterkörper erstrecken, wobei die weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp direkt mit der an das Kollektorgebiet vom s ersten Leitungstyp grenzenden Isolierzone verbunden ist, dadurch, dass sich diese beiden Zonen an der Hauptoberfläche überlappen.
13. 13. Integrierte logische Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiszone des io zweiten Leitungstyps an der Hauptoberfläche nur teilweise von der weiteren Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp umgeben ist, wobei der an der Hauptoberfläche liegende Umfang der Basiszone zum Teil einer oder mehr dritten Öffnungen gegenüber und zum ganzen übrigen Teil der weiteren is Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp gegenüber liegt.
14. 14. Integrierte logische Schaltung nach Anspruch 13,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Basiszone des zweiten Leitungstyps praktisch rechteckig ist, wobei die weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp praktisch U-förmig ist und 20 die Basiszone auf drei Seiten umgibt, wobei die dritten Öffnungen in der Isolierschicht auf der vierten Seite der Basiszone neben dieser Basiszone angeordnet sind.
15. 15. Integrierte logische Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere 25 Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp an der Hauptoberfläche eine Oberfläche einnimmt, die wenigstens ein Drittel der von der Emitterzone.eingenommenen Oberfläche beträgt.

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