DE1614474A1

DE1614474A1 - Temperature stabilized semiconductor device

Info

Publication number: DE1614474A1
Application number: DE19671614474
Authority: DE
Inventors: Jyuichi Asaka; Hisashi Hirama; Yuyu Kusayanagi
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1966-04-02
Filing date: 1967-03-31
Publication date: 1972-03-02

Description

liTemperatur-stabilisierte Halbleltervorrichtunglt Die Erfindung bezieht sich#.auf-Halbleitervorrich - tungen und insbeson . dere auf soiche Hai bleitervorrichtun gen,-bei--denen die Veränd-erungen-des Arbeitspunkt.es mit der Temperatur und die-Ungleichmässigkeit des Stromverstärkungsfaktors- der einzelnen Vorrichtung stabilisiert sind. Ein üblicher linearer'integrierter Stromkreis., der-gebil- det wird, -indem eingebaute Stromkreiselemente, wie etwa Widerstände., Transistoren od. dgl.., die durch ßiffusion hergestellt sind, miteinander verbunden we-rden, hat die folgenden Nachteile...Zunächst schwankt der Widerstand in starken Grenzen mit der Umgebungstemperatur. Beispielsweise schwankt, der Widerstand in der Grössenordnung von 20% mit einer Temperaturänderung bis zu 1000C. Da zweitens die in solch einem integrierten Stromkreis eingebauten Widerstände den gleichen Temperaturkoeffizienten haben, arbeitet der integrierte Stromkreis nur dann innerhalb eines gewissen engen Bereiches-der Temperatur richtig infolge der Veränderung im Widerstand und ist ungeeignet zur Verwendung ausserhälb dieses Bereiches. Das ist deswegen der Fall, weil der Betriebspunkt des integrierten Stromkreises sich verlagert. Ausserdem ist infolge eines solchen Nachteils ein integrierter Stromkreis mit einer grossen Leistungsverstärkung bisher nicht konstruiert worden. li temperature-stabilized half-parenting device The invention relates to # .on-Halbleitervorrich - obligations and insbeson. others on such shark lead devices, - with - them the changes-in-the-working-point.es with the temperature and the-unevenness of the current amplification factor- of the individual device are stabilized. A common linear integrated circuit. -by built-in circuit elements such as Resistors., Transistors or the like .., which by diffusion are connected to each other, has the following disadvantages ... First of all, the resistance fluctuates within wide limits with the ambient temperature. For example, the resistance fluctuates in the order of magnitude of 20% with a temperature change of up to 1000C. Second, since the resistors built into such an integrated circuit have the same temperature coefficient, the integrated circuit only works within a certain narrow range - the temperature properly due to the change in resistance and is unsuitable for use outside this range. This is the case because the operating point of the integrated circuit is shifting. In addition, due to such a disadvantage, an integrated circuit with a large power gain has not yet been designed.

Drittens war es schwierig für die in die integrierten Stromkreise einer einzelnen dünnen Platte eingebauten Transistoren, einen gleichmässigen Stromverstärkungsfaktor zu habend, Es war schwierig nicht nur mit den in die integrierten'Stromkreise eingebauten Transistoren, sondern auch mit den einzelnen Transistorelementen Transistoren zu erzielen, die einen gleichmässigen Stromverstärkungsf.aktor haben. Wenn--die, Transistoren, die eine solche Ungleichinässigkeit aufweisen., in den integrierten Stromkreis eingebaut werden, dann tritt die Verschiebung des Betriebspunktes des integrierten Stromkreises.-natürlich in-einer ähnlichen Weise auf wie der oben angegebenen, und demgemäss war es unmöglich oder nahez u unmöglich., einen linearen integrierten Stromkreis zu bauen, der eine grosse Leistungsverstärkung.hatte.-So besteh eh die schweren Nach teile des üblichen integrierten Stromkreises in der Schwierigkeit., einen thermisch stabilen -und gleichmässigen, integrierten Stromkreis zu erzielen, der eine grobse Leistungsverstärkung hat.Thirdly, it was difficult for the transistors built into the integrated circuits of a single thin plate to have a uniform current amplification factor. It was difficult to achieve transistors not only with the transistors built in the integrated circuits but also with the individual transistor elements have uniform current amplification factor. If - the, transistors exhibiting such irregularity., Are built into the integrated circuit, then the shift of the operating point of the integrated circuit occurs - of course in a manner similar to that given above, and accordingly it was impossible or nahez u impossible. to build a linear integrated circuit which always a big Leistungsverstärkung.hatte.-Sun besteh heavy after parts of the conventional integrated circuit in difficulty., a thermally stable -and even, to achieve integrated circuit, a has gross power gain.

Daher ist.es eine allgemeine Aufgabe der Erfindung, einen linearen-..- integrierten Stromkreis zu schaffen, der eine grosse Leistungsverstärkung hat.It is therefore a general object of the invention to provide a linear -..- To create an integrated circuit that has a large power gain.

Eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, integrierte Stromkreise und Transistorenelemente zu schaffen, die einen gleichmässigen Stromverstärkungsfaktor in der Erscheinung UA äppearance) haben.Another object of the present invention is to provide integrated To create circuits and transistor elements that have a uniform current gain factor in appearance UA äppearance) have.

Weiter hat sich die Erfindung zum Ziel gesetzt, einen integrierten Stromkreis zu schaffen, in dem alle Stromkreiselemente miteinander in einem Zusammenhang stehen, um die vorstehend erwähnten Nachteile.zu überwinden. Nach der Erfindung wird ein integrierter Stromkreis geschaffen, der mindestens ein aktives Element und zwei Widerstände hat"die durch selektive Diffusion in einem Halbleitersubstrat gebildet werden, das eine Leitfähigkeitsart aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung des Betriebspunktes des genannten Stromkreises verhindert wird, und dass der genannte Stromkreis temperaturkompensiert wird, in dem die Temperaturkoeffizienten der beiden genannten Widerstände positiv und verschieden voneinander gemacht werden, Nach der vorliegenden Erfindung wird auch eine Halbleitervorrichtung geschaffen, die einen Transistorbereich hat, von dem der Basisbereich und der Emitterbereich durch aufeinanderfolgende Diffusionen gebildet werden,# gekennzeichnet durch einen Widerstand, der in der Nähe des genannten Transistorbereiches durch doppelte Diffusion gebildet wird, die gleichzeitig mit der darauffolgenden Bildung des genannten Basisbereiches und des Emitterbereiches ausgeführt wird, wobei der genannte Widerstand und der Transistor so verbunden sind, dass die Veränderung der Stromleitungsverstärkung des genannten Transistors infolge der Veränderung der tatsächlichen Stärke des genannten Basisbereiches ausgeglichen wird.Furthermore, the invention has set itself the goal of an integrated To create a circuit in which all circuit elements are related to one another in order to overcome the above-mentioned disadvantages. To The invention provides an integrated circuit that has at least one active Element and two resistors "made by selective diffusion in a semiconductor substrate are formed having a conductivity type, characterized in that the shift of the operating point of the mentioned circuit is prevented, and that said circuit is temperature compensated by the temperature coefficients the two resistances mentioned are made positive and different from each other, According to the present invention, there is also provided a semiconductor device, which has a transistor region of which the base region and the emitter region are formed by successive diffusions, # denoted by a Resistance in the vicinity of the said transistor area due to double diffusion is formed simultaneously with the subsequent formation of said base area and the emitter region, said resistor and the Transistor connected so that changing the power line gain of said transistor as a result of the change in the actual strength of said transistor Base area is balanced.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer inden bei-_ gefügten schematischen Zeichnungendargestellter.Ausführungsbe-ispiele.Further features and advantages of the invention result the end the following description of several exemplary embodiments shown in the attached schematic drawings.

Fig. 1 ist ein Beispiel eines-Stromkreises# mit.grosser_ Leistu'ngsverstärkung,-Fig. 2 ist.eine Seitenansicht im Querschnitt eines linearen integrierten Stromkreises nach der Erfindung, worin der Stromkreis nach Fig.- 1 benutzt ist> Fig.-3 ist ein Stromkreisschaubild eines Transistorele-z mentes.. bei dem -der-Gedanke der Erfindung angewendet ist, Fig. ist eine schematische Draufs.icht auf-eine Aus-.führungsform.des Stromkreises nach Fig.--3, Fig. 5 und-6 sind Querschnitte der Vorrichtung nach Fig. _3 entlan-g-den Linien A-At und B-Bt..Fig. 1 is an example of a circuit # with large_ power gain, -Fig. Fig. 2 is a cross-sectional side view of a linear integrated circuit according to the invention, wherein the circuit of Fig. 1 is used> Fig. 3 is a circuit diagram of a transistor element .. in which the concept of the invention is applied Fig. Is a schematic plan view of an embodiment of the circuit according to Fig. 3, Figs. 5 and 6 are cross-sections of the device according to Fig. 3 along the lines A-At and B-Bt ..

Fig. 7 ist ein weiteres Stromkreisdiagra.mm,eines,Transistorelements, auf das der Qedanke der Erfin#.-dung angewendet ist, Fig. 8 ist eiine,schematische Draufsicht auf-eine Ausführungsform des Stromkreises nach-Fig. und Fig. 9 und 10 sind Querschnitte der Ausführungsform nach -Fig. 8 entlang den Linien C - Ct bzw. D - D2. 7 is another circuit diagram of a transistor element to which the concept of the invention is applied; FIG. 8 is a schematic plan view of an embodiment of the circuit of FIG. and Figs. 9 and 10 are cross-sections of the embodiment according to -Fig. 8 along lines C - Ct and D - D2, respectively.

In den Zeichnungen ist der in Fig-. 1 dargestellte Stromkreis sehr nützlich für einen linearen-integrierten Stromkreis.In the drawings, the in Fig-. 1 is very useful for a linear integrated circuit.

Im Stromkreis nach-Fig, 1 ist eine B-Stromquelle durch einen Basiselektrodenvorspannungswiderstand 2 mit einer Basiselektrode-.3 eines Transistors 1 verbunden. Die B-Stromzuführung ist auch durch einen Kollektorwiderstand 4 mit einer Kollektorelektrode 5 verbunden. Eine Emitterelektrode 6 des Transistors 1 ist geerdet.In the circuit according to FIG. 1 , a B current source is connected to a base electrode 3 of a transistor 1 through a base electrode bias resistor 2. The B power supply is also connected to a collector electrode 5 through a collector resistor 4. An emitter electrode 6 of the transistor 1 is grounded.

Ein Eingangssignal wird der Basiselektrode 3 zugeleitet, und ein Ausgangssignal wird von der Kollektorelektrode 5 abgeleitet.An input signal is applied to the base electrode 3 and an output signal is derived from the collector electrode 5 .

Die Erfindung-wird nun unter Hinweis auf einen linearen integrierten Stromkreis beschrieben" in den der oben erwähnte Stromkreis eingebaut ist. Fig. 2 ist eine schematische querschnittsansicht einer Ausführungsform des linear integrierten Stromkreises nach der Erfindung. Auf einer P-Typ-Siliziumplatte 7 mit einem spezifischem Widerstand von 6 - 10 Ohm . cm und einer Stärke von 200 p ist eine N-Typ Epitaxialschicht ausgebildet, die einen spezifischen ,Widerstand von 0,3 - 0.,4 Ohm-ern hat>und eine Stärke von 20 p, und zwar durch die wohlbekannte epitaxiale Wachstums- methode Diesezepitaxiale-Schicht die nt als ein Kol- lektorbereich eines'Transistors 8.,# der ans-chl:Lessend-aus- .gebildet wird. Danach werden isolierende--diffundierte Schichten 10 ge- bildet durch Diffusion einer Akzepterunreinheit, wie etwa Bor, um -isolierte Inseln:zu schaffen und entsprechende Stromkreiselemente, die dar-in durch die selektive DiffLi,- sionsmethode-gebildet werden, zu isoliei#en. Diese selek- tive Diffusionsmethode ist, im U.S. Patent Nr.,2,802.,760 -beschrieben. Zunächst erfolgt:die Ablagerung von Boroxyd durch strömendesfStickstoffgas als,Trägergas mit einer Geschwindigkeit von 1 Liter/Min., während die Temperatur 2 Stunden lang auf 1"150'c. gehalten wird und-danach wird die Diffusion_ bei 1.220 0 C, durchgeführt, was.zu einem Plattenwiderstand Rs von 3,22 -3,5 Ohm Je Quadrat, und zu einer Diftusionstiefe von 25-A führt. Durch diese selek- tive Diffus ion, wird die Epitaxialschicht in einen-Tran- sistorbereich 8,- einen Kollektorwiderstandsbereich 11 Und einen Vorspannungswiderstandsbereich 12 unterteilt. Danach, und wiederum unter Verwendung der selektiven Dif,--. fusionsmehtode, werden vorher bestimmte Bereiche der dif- fundierten Lage mit einer Filterunreinheit-in-,den -gena - nnten drei Bezirken 8 11 und 12 gebildet, wobei diese diffun- dierten Schichten als eine Bais 13 des Transistors 8-urfd Widerstände 14 und 15 der Widerstandsbereiche 11 und 12 dienen. Diese Diffusion wird in einem solchen Ausmass durchgeführt, dass die Basislage 13 einen Plattenwiderstand 180 - 220 Ohm je Quadrat und eine Diffusionstiefe von hat.The invention-will now be described with reference to a linear integrated circuit "is incorporated in the the above-mentioned circuit. Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of the linear integrated circuit according to the invention. On a P-type silicon plate 7 with a resistivity of 6 -. 10 ohm cm and a thickness of 200 p is formed an N-type epitaxial layer having a specific resistance of 0.3 - has ren ohm 0. 4> and p has a thickness of 20, and through the well-known epitaxial growth method This epitaxial layer the nt as a col- editing area of a 'transistor 8., # der ans-chl: Lessend-aus- . is formed. Then insulating - diffused layers 10 are made forms by diffusion of an accepting impurity such as Boron to -isolated islands: to create and appropriate Circuit elements, which in it by the selective DiffLi, - sion method-formed to isolate. This selec- tive diffusion method is, in US Patent No., 2,802., 760 -described. First of all: the deposition of boron oxide by flowing nitrogen gas as, carrier gas with a Speed of 1 liter / min. While the temperature Is held at 1 "150'c. For 2 hours and then is the diffusion_ at 1.220 0 C, carried out what.zu a Plate resistance Rs of 3.22 -3.5 ohms per square, and to leads to a depth of diffusion of 25-A . Through this selective tive diffusion, the epitaxial layer is transformed into a sistor area 8, - a collector resistance area 11 and a bias resistance area 12 is divided. Then, and again using the selective Dif, -. fusion method, certain areas of the dif- well-founded location with a filter impurity -in-the- named three districts 8 11 and 12 formed, whereby these diffuse dated layers as a base 13 of the transistor 8-urfd Resistors 14 and 15 of the resistance areas 11 and 12 are used. This diffusion is carried out to such an extent that the base layer 13 has a sheet resistivity from 180 to 220 ohms per square and has a diffusion depth of.

Danach wird eine selektive Diffusion einer Donorunreinheit, wie etwa Phosphor, ausgeführt, um einen Emitterbereich 16 des Transistors 8 und einen Widerstandskontrollbereich 17 zu bilden, der den Widerstand dieses Vorspannungswiderstandes 14- gross macht. In diesem Falle ist die Bedingung der Diffusion so, dass die Ablagerung von Phosphor während 10 Minuten bei 1,050 0 C. ausgeführt wird, wonach die Diffusion von Phosphor 10 - 15 Minuten bei 1.1000C ausgeführt wird, was zu einem Bahnwiderstand von 3 - 4 Ohm je Quadrat führt und einer Diffusionstiefe von 2,2 y#.Thereafter, selective diffusion of a donor impurity such as phosphorus is carried out to form an emitter region 16 of the transistor 8 and a resistance control region 17 which makes the resistance of this bias resistor 14- large. In this case, the condition of diffusion so that the deposition whereafter the diffusion of phosphorus is carried out 10 of phosphorus for 10 minutes at 0 C. 1.050 - 15 minutes carried out at 1.1000C, resulting in a path resistance of 3 - 4 Ohm per square and a diffusion depth of 2.2 y #.

Bei diesem Verfahren senkt offensichtlich die Donorunreinheit, die in den P-Typ-Bereich hinein diffundiert wird, die als Vorspannbereich 14 gebaut wird, die Unreinheitskonzentration in dem genannten P-Typ-Bereich 14, was zu einem hohen Widerstand führt. Da insbesondere die Unreinheitskonzentration in dem Vorspannungswiderstand 14 exponentiell abnimmt., während sie in Richtung auf die Diffusion zu geht, wird die offensichtliche Unreinheitskonzentration in der* Nähe der Oberfläche der Widerstandslage 14 niedriger als die Unreinheitskonzentration in d er Xähe der Oberfläche des Kollektorwiderstandes 15 infolge der Bildung des N-Typ-Widerstandskontrollbereiches 17 in dem Vorspannungswiderstand 14, So ist unter den gleichen Beding,ungen ein Widerstand von 20 bis 50-mal dem des Kollektorwiderstandes 15 möglich. Wenn beispielsweise der Widerstand des Kollektorwiderstandes 15 4 K-*Ohm ist, kann der des Vorspannungswiderstandes 14 125 X-Ohm be i Raumtemperatur sein, d.h. bei 25 0 C.In this method, apparently, the donor impurity diffused into the P-type region constructed as the bias region 14 lowers the impurity concentration in the aforementioned P-type region 14, resulting in high resistance. Specifically, since the impurity concentration decreases exponentially in the bias 14th while they go in the direction of the diffusion, the obvious impurity concentration is lower in the * vicinity of the surface of the resistance layer 14 as the impurity concentration in th e Xähe the surface of the collector resistor 15 due to the Formation of the N-type resistance control area 17 in the bias resistor 14, so a resistance of 20 to 50 times that of the collector resistor 15 is possible under the same conditions. For example, if the resistance of the collector resistor 15 is 4 K- * ohms, that of the bias resistor 14 can be 125 X-ohms at room temperature, ie at 25 ° C.

In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Basisbereich 13 durch den Basiswiderstand 14 und den Kollektorwiderstand 15 mit dem Kollektorbereich 9 verbunden. Ein Eingangssignal wird dem Basisbereich 13 zugeführt und ein .Ausgangssignal wird vom Kollektorbereich 9 abgeleitet. Zwischen dem Vorspannungswi derstand 14 und dem Kollektorwiderstand 15 ist die B..Kraftquelle-verbunden und der Emitterbereich 16 ist geerdet. Bei einem Beispiel und wenn die B-Kraftzufuhr +6 Volt war und-der Kollektorstrom le 1mA, dann betrug der Stromverstärkungsfaktor 4E des Transistors. 100, die Basisemitterspannung VBE 0,75 Volt, und die Kollektor-Emitterspannung VCE betrug 3 Volt bei Raumtemperatur. Wenn dieser integrierte Stromkreis auf 00 0 C. erhitzt wurde., veränderten sich die Widerstände der Vorspannu ngs- und Kollektorwiderstände auf 9,3 K-Ohm bzw.In the embodiment according to FIG. 2, the base region 13 is connected to the collector region 9 through the base resistor 14 and the collector resistor 15 . An input signal is fed to the base region 13 and an output signal is derived from the collector region 9. Between the biasing resistor 14 and the collector resistor 15 , the power source is connected and the emitter region 16 is grounded. In one example, and if the B power supply was +6 volts and the collector current Ie 1mA, then the current gain factor of the transistor was 4E. 100, the base-emitter voltage VBE was 0.75 volts, and the collector-emitter voltage VCE was 3 volts at room temperature. When this integrated circuit was heated to 00 0 C. , the resistances of the bias and collector resistors changed to 9.3 K ohms, respectively.

3,6 K-Ohm, der Stromverstärkungsfaktor hFE und die Basis- Emitterspannung VBE änderten sich auf 175 bzw. 0,6 volt und als Ergebnis änderte sich die Kollektor-Emitterspannung VCE auf 1,02 mA.3.6 K ohms, the current amplification factor hFE and the base emitter voltage VBE changed to 175 and 0.6 volts, respectively, and as a result, the collector-emitter voltage VCE changed to 1.02 mA.

Wie aus dem oben beschriebenen Beispiel hervorgeht, schwankt der linearee integrierte Stromkreis nach der vorliegenden Erfindung nur um wenige Prozent in dem Stromverstärkungsfaktor mit einer Remperaturveränderung von ungefähr 80o c. Der Temperaturkoeffizient eines Widerstandes hat einen Zusammenhang mit der Unreinheitenkonzentration in dem Widerstand. In der Ausführungsform der Erfindung, wie oben beschrieben, betrug der Temperaturkoeffizient des Kollektorwiderstandes 15-+ 2.000 ppm/o C. und der des Vorspannungswiderstandes 14 + 6.000 ppm/o C. Der Betriebspunkt des Stromkreises, d.h. das Produkt des Kollektorwiderstandes und des Kollektorstromes wird durch einen grossen Temperaturkoeffizienten des Vorspannungswiderstandes stabilisiert, der beides ausgleicht, nämlich eine Erhöhung in der Stromleistungsverstärkung des Transistors und eine Abnahme der Basis-Emitterspannung. So können nach der Erfindung integrierte Stromkreise, die thermisch stab-11 und in der Lage sind, grosse Leistungsverstärkungen zu haben, erzielt werden, Die vorliegende Erfindung kann auch auf einen integrierten Stromkreis anwendbar sein., indem ein logischer Stromkreis aufgebaut wird, der als tiWiderstands--Transistor'Logile' b zäi'chnet wird. Dieser logische Stromkreis ist so, da ss ein Eingangssignal durch.einen Basiswiderstand einem tasisbereich zugeführt wird und ein Ausgangssignal von einem Kollektorbereich abgeleitet wird, ein Emitterbereich geerdet; wird und eine B-Kraftzuführ durch einen Kollektorwiderstand mit dem Kollektorbereich verbunden-wird. Wenn in einem solchen Stromkreis ein Widerstand, dessen Widerstand mit der Veränderung des Stromverstärkungsfak4ors eines Transistors schwankt, als Basiswiderstand verwendet wird, dann können das fächerf8rmige Ausbreiten, das ein sehr bedeutsamer Faktor in einem logischen-Stromkreis ist, und der Geräuschpegel gross gemacht werden,-indem-lediglich der Kollektorwiderstand gesteuert wird.As can be seen from the example described above, the linear integrated circuit according to the present invention fluctuates only by a few percent in the current amplification factor with a temperature change of approximately 80 ° C. The temperature coefficient of a resistor is related to the concentration of impurities in the resistor. In the embodiment of the invention as described above, the temperature coefficient of the collector resistance was 15- + 2,000 ppm / o C. and that of the bias resistor was 14 + 6,000 ppm / o C. The operating point of the circuit, ie the product of the collector resistance and the collector current, is stabilized by a large temperature coefficient of the bias resistor, which balances both, namely an increase in the current power gain of the transistor and a decrease in the base-emitter voltage. Thus, according to the invention, integrated circuits which are thermally stable and able to have large power gains can be achieved --Transistor 'Logile' b is counted. This logic circuit is such, as an input signal ss durch.einen base resistor, an emitter region is a tasisbereich supplied, and an output signal is derived from a collector region, grounded; and a B-power supply is connected to the collector area through a collector resistor. If in such a circuit a resistor, the resistance of which fluctuates with the change in the current gain factor of a transistor, is used as the base resistance, then the fan-shaped expansion, which is a very important factor in a logic circuit, and the noise level can be made high, - by only controlling the collector resistance.

Die Vorrichtung, die jedoch nach dem oben erwähnten Verfahren hergestellt wird, zielt auf2:eine Stabilisierung des Betriebes eines integrierten Stromkreises nur mit Hilfe von Widerständen-ab, die darin eingebaut sind und ist daher nicht sehr zufriedenstellend. Die genannte Vorrichtung ist nicht vorteilhaft, um eine Ungleichmässigkeit der Stromverstärkungsfaktoren von Transistoren zu steuern und die Leistungsverstärkungen dieser-Transistoren gross zu machen. Es ist in der Massenproduktion von integrierten Stromkreisen.notwendig, die Stromverstärkungsfaktoren von den Transistoren in den integrierten Stromkreisen auf einem gleichmässigen oder ungefähr gleichmässigen Wert zu halten. In Fig. 3 bis 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung, die sehr nützlich ist, auch für einen Eingeltransistorstromkreis, gezeigt. Bei einem Transistor ist eine wirksame-Stärke des Basisbereiches, d.h. des Abstandes zwischen der Emitterverbindung und der Kollektorverbindung ein wichtiger Faktor zum Bestimmen des Stromverstärkungsfaktors des Transistors. Aber besonders in einem flächenhaften Transistor,- der in einen integrierten Stromkreis eingebaut sein kann oder nicht, ist es, da die Stärke des Basisbereiches ein solcher Mikrowert wie etwa 2 lu ist, unmöglich.. die Ungleichmässigkeit der Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren auszuschalten, indem der Diffusionsprozess gesteuert wird.The device, which is manufactured according to the above-mentioned method, however, aims at 2: stabilizing the operation of an integrated circuit only with the aid of resistors built into it and is therefore not very satisfactory. Said device is not advantageous in order to control non-uniformity in the current gain factors of transistors and to make the power gains of these transistors large. In the mass production of integrated circuits, it is necessary to keep the current amplification factors of the transistors in the integrated circuits at a constant or approximately uniform value. In Figures 3 to 6 there is shown an embodiment of the invention which is very useful, also for a single transistor circuit. In the case of a transistor, an effective strength of the base region, ie the distance between the emitter connection and the collector connection, is an important factor in determining the current gain factor of the transistor. But especially in a planar transistor - which may or may not be built into an integrated circuit, since the strength of the base area is such a micro value as about 2 lu, it is impossible is controlled.

Die foLgende Beschreibung wird unter Bezugnahme auf einen Einzeltransistor gegeben, um die Beschreibung zu vereinfachen. Unter Hinweis auf Fig. 3 bis 6 werden zwei diffundierte Bereiche 20 und 22 an vorher bestimmten Stellen einer Oberfläche an einem N-Typ Halbleitersubstrat gebildet, das als ein Kollektorbereich 19 eines Transistors 18 dient, durch Diffundieren einer P-Typen-Unreinheit, wie etwa Bor in den Bereich hinein. Ein Bereich, 20, dieser diffundierten Bereiche 20 und 22 dient als Basisbereich für den Transistor 18, und der andere Bereich 22 der Bereiche 20 und 22 stellt einen Teil eines Widerstandes dar und ist von einer verhältnismässig langgestreckten Geataltb Die GeStalt des Bereiches 22 lät- jedboh une Wesentlich.The following description is given with reference to a single transistor in order to simplify the description. Referring to Figs. 3 to 6 , two diffused regions 20 and 22 are formed at predetermined positions on a surface on an N-type semiconductor substrate serving as a collector region 19 of a transistor 18 by diffusing P-type impurity such as Boron into the area. An area 20, this diffused regions 20 and 22 serves as a base region for the transistor 18, and the other portion 22 of the regions 20 and 22 represents a part of a resistor, and is of a relatively elongated Geataltb the shape of the region 22 lät- jedboh une essential.

tänä.äh werden zwei diffundfierte Bereiche 2# und. P8-ge'" bildet" indem eine X-Illyp-tinreinheit, wie et wä Phbäphor in den Grundbereich 20 und einen P-,Typ-!3ereioh 22 hinein difrundiert wird. Einer dieser diffundiertAn Bereiche, der in dem Basisbereich 20 gebildet wirdi dient als-ein PMit" terbereich 23, während der andere der beiden diffundierten Bereiche, der als ein Widerstandskontrollbereioh 28 diehte in dem P-Typ-Bereich 22 gebildet wird-.und dessen Breite ist breiter als der Bereich 22 und erstreckt sich über beide Seiten des Bereiches 22 hinaus, Während die Länge kürzer gemacht wird als der Bereich 22, um,dIe beiden Kanten des Bereiches 22 in dem Mass freizulegen., dass äussere Verbindungen damit möglich sind4 Dann wird ein Leiter mit dem Emitterbereich 23 verbunden, der im Basisbereich gebildet wird, um eine Emitterverbinduhg 22 zu bilden und der Basisbereich 20 wird mit einem Ende des Widerstandsbereiches 21 mit Hilfe eines Leiters 24 verbunden. Ein Leiter wird mit dem anderen Ende des Widerstandsbereiches 22 verbunden, um eine Basisverbindung 26 zu bilden, Weiterhin wird von der hinteren Oberfläche.des Substrates oder im Falle eines integrierten Stromkreises von dem Kollektorbereich, der an der oberen Oberfläche freigelegt ist, eine Xollektörverbindung 27 ausgeführt* Diese drei äusse ren Verbindungen 25, 26 und 27 werden als Emitter, Basis bzw. Kollektor des üblichen Transistors verwendet, Daher wird vom elektrischen Standpunkt aus der Widerstand 21, der dem genannten Widerstandsbereich 22 entspricht, in Serie zwischen dem BaSisbereich 20 und der Basisverbindung 26 des Transistors 18 Verbunden, wie In Fig. 3 gezeigt* Wie vorstehend erwähnt, wird der Widerstand 21 gleichzeitig mit dem Basisbereich 20 gebildet und demgemäss wird der Widerstand des Widerstandes 21 durch die Bedingung bestimmt, unter der der Basisbereich 20 gebildet wird. Insbesondere übt die tatsächliche Stärke des Basisbereiches 20 des Transistors 18 einen grossen Einfluss auf den Widerstand des Widerstandsbereiches 22 aus. Daher, und wenn die Diffusionstiefe bäi der Bildung des Emitterbereiches 23 grösser wäre als ein vorher bestimmter Wert, würde die tatsächliche Stärke des Basisbereiches 20 des Transistors 18 gering werdenj was zu einer Erhöhung in der Stromleistungs-Verstärkung führt und gleichzeitig würde auch die Stärke des Widerstandes 22 gering werden, was zu einer Vergrösserung des Widerstandes führen würde. Als Ergebnis wird die Veränderungin der Stromleistungsverstärkung des Transistors infolge des Diffusionsverfahrens durch die Veränderung im Widerstand des Widerstandes$ der In Serie mit der Basis verbunden ist$ ausgeglichen. So können durch geeignete Auswahl der Gestalt und Grösse des Widerstandes Transistom ren geschaffen werden, die eine gleichmässige Stromleistungsver #q#, rkung haben. In anderen.Worten-können Transistoren mit einem bestimmten Kollektorstrom.stets mit guter Reprodu.zierbarkeit unter einem bestimmten Vorspannungszustand erzielt werden.tänä.äh two diffused areas 2 # and. P8-ge '"forms" by diffusing an X-Illyp-tin purity, such as Phbäphor, into the base region 20 and a P, type! 3ereioh 22. One of these diffused regions formed in the base region 20 serves as a PMitter region 23, while the other of the two diffused regions formed as a resistance control region 28 serves as a P-type region 22 and its width is wider than the area 22 and extends beyond both sides of the area 22, while the length is made shorter than the area 22 in order to expose the two edges of the area 22 to the extent that external connections with it are then possible a conductor is connected to the emitter region 23 , which is formed in the base region to form an emitter connection 22, and the base region 20 is connected to one end of the resistor region 21 by means of a conductor 24. A conductor is connected to the other end of the resistor region 22, To form a base connection 26 , furthermore, from the back surface of the substrate or in the case of an integrated circuit of d A collector connection 27 is made in the collector area exposed on the upper surface. These three external connections 25, 26 and 27 are used as the emitter, base and collector of the usual transistor, respectively said resistor region 22 corresponds, in series between the base region 20 and the base connection 26 of the transistor 18. Connected, as shown in Fig. 3 * as mentioned above, the resistor 21 is formed simultaneously with the base portion 20 and accordingly the resistance of the resistor 21 is determined by the condition under which the base region 20 is formed. In particular, the actual thickness of the base region 20 of the transistor 18 has a great influence on the resistance of the resistance region 22. Therefore, and if the diffusion depth during the formation of the emitter region 23 were greater than a predetermined value, the actual thickness of the base region 20 of the transistor 18 would become small, which leads to an increase in the current output gain and at the same time the strength of the resistance 22 become low, which would lead to an increase in the resistance. As a result, the change in the current power gain of the transistor due to the diffusion process is offset by the change in the resistance of the resistor $ connected in series to the base. Thus, through a suitable selection of the shape and size of the resistor, transistors can be created which have a uniform amplification of current power. In other words, transistors with a certain collector current can always be achieved with good reproducibility under a certain bias condition.

Wie vorstehend beschrieben wurde, werden gemäss der vorliegenden Erfindung Transistoren geschaffen, die nur eine geringere Änderung im Kollektorstrom haben, in dem in geschickter Weise die Veränderung in der Stromleitungsverstärkung durch die Veränderungen der Basisdiffusionstiefe und der Emitterdiffusionstiefe ausgeschaltet werden. Selbstverständlich ergibt sich eine gleichartige Wirkung aus der Verbindung eines Widerstandes, der durch Doppeldiffusion in der Nähe des Transistors zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors gebildet wird.As described above, according to the present invention Created transistors that have little change in collector current, in which cleverly the change in the power line gain through the changes in the base diffusion depth and the emitter diffusion depth are switched off will. Of course, the connection results in a similar effect a resistor created by double diffusion in the vicinity of the transistor between the emitter and the base of the transistor is formed.

Anschliessend wird eine andere Ausführungsform mit einer gleichartigen Wirkung wie bei dem obenerwähnten Transistor unter Hinweis auf Fig. 7 bis 10*besehrieben. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile-wie in Fig. 3 bis 6. Gemäss dieser Ausführungsform wird In dem diffundierten Bereie 22 der Widerstandssteuerungsbereich 28 ausgebildet, von dem sowohl die Länge als auch die Breite geringer sind als die des Bereiches 22. In dieser Ausführtr#gsförm wird der Widerstandssteuerungsbereich 28 als der Widerstand 21 in Fig. 7 benutzt. Mit einem Ende des Widerstandes 28 ist der Basisbereich 20 des Transistors 18 verbunden und mit dem anderen Ende der Emitterbereich 23. Daher sind die elektrischen-Verbindungen so, wie in Fig. 7 gezeigt. Der Widerstanddes Widerstandes 28 ist sehr empfindlich gegen die Veränderung in der Diffusion im Widerstandskontrollbereich 28. Another embodiment with an effect similar to that of the transistor mentioned above will then be described with reference to FIGS. 7 to 10 *. The same reference numerals denote the same parts as in FIGS. 3 to 6. According to this embodiment, the resistance control region 28 is formed in the diffused region 22, of which both the length and the width are smaller than those of the region 22. In this embodiment, the resistance control region 28 is formed the resistance control portion 28 is used as the resistor 21 in Fig. 7. With one end of the resistor 28, the base portion 7 is connected 20 of the transistor 18 and 23 to the other end of the emitter region Therefore, the electrical connections are as shown in Fig.. The resistance of resistor 28 is very sensitive to the change in diffusion in the resistance control area 28.

Wenn die Diffusionstiefe der Emitterdiffusion gross ist, wird die Stromleistungsverstärkung des Transistors gross wegen der Tatsache, dass die tatsächliche Stärke des Basisbereiches 20 klein wird, während der Widerstand des Widerstandes 28 klein wird, weil die Stärke des Widerstandes 28 gross wird. Durch Verbinden des Widerstandes 28 zwischen dem Basisbereich 20 und dem Emitterbereich 23 des Widerstandes 18, wird die Veränderung der Stromleistungsverstärkung des Transistors infolge der Diffusion durch die Veränderung des Widerstandes de#s Widerstandes 28 ausgeglichen. So wird eine Halbleitervorrichtung mit gleicher Wirkung wie in der vorstehend erwähnten Ausführungsform geschaffen. Weiterhin wurde die Tatsache, dass eine gleiche Wirkung erzielt wird, indem dieser Widerstand mit dem Emitter verbunden wird oder durch Bilden zweier sbleher Widerstände und Verbinden eines jeden zwischen der Basis und dem Kollektor und zwischen der Basis und dem Emitter oder durch Kombination dieser beiden Fälle, von den Erfindern festgestellt. Ein Transistor nach der Erfindung kann nicht nur fUr sieh selbst als ein Stromkreiselement verwendet Werden, das einen bestimmten Stromverstärkungsfaktor hat, sondern kann auch als eine Komponente eines integrierten Stromkreises verwendet werden, wobei sich eine ausgezeichnete Wirkung ergibt. Wenn beispielsweise ider Transistor, der einen bestimmten Stromverstärkungsfaktor hat., wie oben :erwähnt, in den vorstehend erwähnten thermisch stabilen integrierten Stromkreis eingebaut wird$ wird eine Gruppe,-die thermisch stabil ist und einen sehr-grossen Stromverstärkungsfaktor hat, erzielt, was vorher nie erzielt wurde.When the diffusion depth of the emitter diffusion is large, the current power gain of the transistor becomes large due to the fact that the actual strength of the base region 20 becomes small, while the resistance of the resistor 28 becomes small because the strength of the resistor 28 becomes large. By connecting the resistor 28 between the base region 20 and the emitter region 23 of the resistor 18, the change in the current power gain of the transistor due to the diffusion is compensated for by the change in the resistance of the resistor 28. Thus, there is provided a semiconductor device having the same effect as the above-mentioned embodiment. Furthermore, the fact that an equal effect is obtained by connecting this resistor to the emitter or by forming two separate resistors and connecting each between the base and the collector and between the base and the emitter, or by combining these two cases, noted by the inventors. A transistor according to the invention can not only be used by itself as a circuit element having a certain current amplification factor, but can also be used as a component of an integrated circuit, giving an excellent effect. For example, if the transistor having a certain current amplification factor as mentioned above is built into the above-mentioned thermally stable integrated circuit, a group which is thermally stable and has a very large current amplification factor is achieved, which has never been achieved before was achieved.

Obwohl die Beschreibung vorstehend unter Hinweis nur auf das Siliziumsubstrat als Erläuterung gegeben wurde" können ebenfalls Oe, GaAs.. In As, SiC, Ge-Si-Legierung usw. verwendet werden.Although the description above with reference only to the silicon substrate as an explanation, "Oe, GaAs .. In As, SiC, Ge-Si alloy can also be used etc. can be used.

Claims

P atentans p r U o he 1. Integrated circuit with at least one active element and two resistors, which are formed by selective diffusion in a semiconductor substrate with a conductivity type d a d through g e -kennze 1 chne t that the shift of the operating point of the mentioned Circuit is prevented and said circuit is temperature compensated by making the temperature coefficients of the two said resistors positive and different from each other, 2, integrated circuit according to claim 1, characterized in that said active element is a transistor and said resistors by double diffusion are formed simultaneously with the diffusions of the base and emitter of said transistor, one of said resistors serving as a base bias resistor of a linear circuit of said integrated circuit. -3. Integrated circuit according to claim 1, characterized in that said active element is a transistor which forms a logic circuit and said resistors are formed by double diffusion simultaneously with the formation of the bagis' and emitter regions of said transistor, one being the resistors serve as an input resistance to the said transistor. 4. Semiconductor device with a transistor area, of which the Basisbe.reich and the emitter area are formed by successive diffusions, characterized in that a resistor in the vicinity of said transistor area is formed by double diffusion, which occurs simultaneously with the subsequent formation of said base area and Emitter region is carried out, wherein the resistor and the transistor are connected so as to compensate for the change in current power gain of the transistor due to the change in the effective strength of said base region. 5. The semiconductor device according to claim 4, characterized in that one end of the resistor is connected to said base region of the transistor and a base electrode is led away from the other end of the resistor.