DE1764048B2 - Integrated semiconductor circuit arrangement and its use as a transistor connected to a base discharge resistor - Google Patents
Integrated semiconductor circuit arrangement and its use as a transistor connected to a base discharge resistorInfo
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Description
Die Erfindung betrillt eine integrierte Halbleiterschaltungsanordnung aus einem Halbleiterkörper, der an einer Oberflächenseite einkristalline Halbleiterbe- S? reiche eines ersten Leitungstyps enthält, in die Schaltungselemente eingelassen sind und die durch Separationszonen des entgegengesetzten l.eiiungstyps voneinander getrennt und elektrisch isoliert sind, wobei zumindest ein Haibleilerbereich vom ersten l.eiiungst\p <>o als Kollektorzone eines Transistors dient und in diese Kollektorzone und in die Basiszone eine l-lmitier/one eingelassen ist.The invention concerns a semiconductor integrated circuit arrangement from a semiconductor body, the monocrystalline semiconductor be- S? rich of a first conductivity type contains in the circuit elements are let in and are separated from each other by separation zones of the opposite line type are separated and electrically isolated, with at least one semicircular area from the first line \ p <> o serves as the collector zone of a transistor and in this collector zone and in the base zone an emitter / one is let in.
Der F.rfindung liegt die Aulgabe zugrunde, bei einer integrierten Halbleitersclialtungsanordnung einen ('s Transistor in einfacher Weise mit einem Hasisahleiiwiderstand zu versehen.The F.rfindung is the Aulgabe invention to provide in an integrated Halbleitersclialtungsanordnung a ( 's transistor in a simple manner with a Hasisahleiiwiderstand.
Zur Lösung dieser Aulgabe wird bei einer integrier ten Halbleilersehaltungsanordnting der eingangs erwähnten Art nach tier Lilindung vorgeschlagen. daU die Basiszone des Transistors so groll ausgebildet ist. dal* ein Teil ihres Randes an der Halhleiteroberlladve ι,; die den Transistor umgebende Separatioiiszone reicht.To solve this problem, one integrates th semiconducting arrangement of the aforementioned Suggested species after tier Lilinden. daU the base zone of the transistor is made so grumpy. dal * part of its edge on the Halhleiteroberladve ι ,; the separation zone surrounding the transistor enough.
Durch die Zeitschrift ...SCP and Solid Slate Techno lo»\« März NM. S. 3- bis 42 ist es bekannt, bei integrierten I lalbleiierschaliungsanordiiungeii die einzelnen Halbleiterbauelemente, wie z.B. einen Transistor i:nJ einen Widerstand, durch Separationsdillusionszonen voneinander elektrisch zu trennen. Außerdem ist es durch diese Zei'.-chrift bekannt, bei einer glckhlalls einen Transistor mit einem Basisableitw idcrstand aufweisenden .Schahungsanordnung an Stelle von vier Dioden einen weiteren Transistor mit vier limit lern zu verwenden und zur i-.olation der einzelnen Bereiche vier Isolationszonen vorzusehen.Through the magazine ... SCP and Solid Slate Techno lo »\« March NM. P. 3 to 42 it is known to be integrated in I lallbleiierschaliungsanordiiungeii the individual Semiconductor components, such as a transistor i: nJ a resistor, through separation dilusion zones separated from each other electrically. It is also known from this font, in the event of a lucky break a transistor with a base discharge resistor having .Shaming arrangement in place of four Diodes another transistor with four limit learners to use and for i-.olation of the individual areas four isolation zones are to be provided.
Bei der integrierten I lalbleiierschaltungsanordnung nach eier F.rfindimi: ist ein Tnin.si.sior mil einem B;isisableitvv iderstand kombiniert, ohne dall lur die Hei siel lung des Widerstandes ein gesonderter einkristalliner I lalbleite.'bereich vom ersten Leitungsivp erlorderhchIn the case of the integrated lead circuit arrangement after eier F.rfindimi: is a Tnin.si.sior with a B; isisableitvv resistance combined without dall lur die hot siel A separate single-crystalline semiconductor area from the first conductor line is required to develop the resistance
Die erlmdungsgemäße Schaltungsanordnung erwies sich besonders dann als vorteilhaft, wenn in die Basis zone eine ringförmige, durch Diffusion gebildete Lmitterzone eingelassen ist und die Basiszone innerhalb dieses F.mitierdiffusionsringes ohmisch kontakten wird.The circuit arrangement according to the invention proved especially advantageous when in the base zone a ring-shaped litter zone formed by diffusion is embedded and the base zone is inside this F.mitierdiffusionsringes is in ohmic contact.
Der Lrfindung liegt die F.rkenntnis zugrunde, dall die wirtschaftliche Fertigung integrierter Halbleiterschal· Hingen durch Verkleinerung der benötigten Halbleiterfläche. durch Vereinfachung des Herstellungsverfahrens und durch Senkung der Schaltungselenientenzahl pro integrierte Schaltung bei gleichbleibender Leistung der Schaltung erheblich gesteigert werden kann. In F" i g. I ist beispielsweise eine Schaltung aus Dioden. Widerständen und einem Transistor dargestellt, die in integrierter Form auf einem einzelnen Halbleilerplättchcn unterzubringen ist. Dabei geht man so vor. dall zur Kostensenkung bei der Herstellung der Schaltung eine Vielzahl gleichartiger .Schallungen gleichzeitig auf einer Halbleiterscheibe gefertigt werden. Durch Zerteilen der Halbleiterscheibe werden anschließend die Schaltungen vereinzelt. Die einzelnen Schaltelemente werden durch Sperrschichten voneinander separiert und mit Hilfe der bekannten Diffusionsieehnik in elektrisch voneinander isolierten 1 lalbleiterbereiehen untergebracht. Die Widerstände A?i, R?, Rs und Ra bestehen aus in den Halbleiterkörper eindiffundierten kanalartigcn Zonen, die an ihren beiden F.nden jeweils mit einem elektrischen Anschluß versehen sind. Vielfach ist man auch gezwungen, die Widerstandszonen zur Erzielung eines gewünschten Widerslandswertes mäanderlörmig auszubilden. In jedem Fall nehmen die Widerstünde auf der Halbleiteroberfläche viel Platz an aktiver Halbleiierfläche in Anspruch. Für einen Widerstand wird bisher die gleiche aktive Fläche wie für einen Transistor benötigt. Die einzelnen Schaltungselemente werden, gemäß dem Schaltiingsaulbau nach I- ig. 1. an der Halbleiteroberfläche mittels l.eitbahncn elektrisch miteinander verknüpft. Ferner befinden sich auf der Halbleiteroberfläche, die meist zum Schulz der .Schaltungselemente mit eine'· isolierenden Schicht, beispielsweise mit einer Siliziumdioxydschichi. bedeckt ist, Melallkontakte zum Anschluß der Zuleitungselemente an die Schaltung. Der Bi sisableitwiderstand Ai.', der dieThe invention is based on the knowledge that the economical production of integrated semiconductor scarfs depends on the reduction of the required semiconductor area. can be increased considerably by simplifying the manufacturing process and reducing the number of circuit elements per integrated circuit while maintaining the same performance of the circuit. In FIG. 1, for example, a circuit made up of diodes, resistors and a transistor is shown, which is to be accommodated in integrated form on a single semiconductor plate. The procedure here is that a large number of similar noises are used to reduce costs in the manufacture of the circuit The circuits are then separated by dividing the semiconductor wafer. The individual switching elements are separated from one another by barrier layers and, with the help of the known diffusion technique, accommodated in electrically isolated semiconductor areas. The resistors A? i, R?, Rs and Ra consist of channel-like zones diffused into the semiconductor body, each of which is provided with an electrical connection at both ends he would withstand a lot of active semiconductor surface space on the semiconductor surface. So far, the same active area has been required for a resistor as for a transistor. The individual circuit elements are, according to the circuit construction according to I- ig. 1. Electrically linked to one another on the semiconductor surface by means of conductive paths. Furthermore, on the semiconductor surface, the circuit elements with an insulating layer, for example with a silicon dioxide layer, are usually located. is covered, Melallkontakte for connecting the lead elements to the circuit. The bite discharge resistance Ai. ', Which the
Basiselektrode mit dem tiefsten, in der Schaltung v,,r- stellte η-leitende Halbieiierberekh 3 wird somit vonThe base electrode with the deepest η-conductive halving area 3 in the circuit v ,, r- is thus from
lammenden Potential verbindet, dient viellach zur einem zur I lalbleitembcrflaenc !.ihrcnden pn-Über-connecting the lambing potential, serves as a pn-over-
lierabsei/ungder Ausschalten des Transistors. g.-ng 12 beg.χn/t. dessen Geometrie an der I lalblei'.jr-lierabsei / ung the switching off of the transistor. g.-ng 12 beg. χ n / t. whose geometry at the I lalblei'.jr-
Ls isi bereits eine integrierte Halbleiterschaltung obcrlläche beispielsweise rethtceki- ist. Diener I IaIh-Ls is already an integrated semiconductor circuit, for example rethtceki-. Servant I IaIh-
»,,rgeschlageil worden (DT-OS lh 14 7Mq). hei der de; : leiterbereich 3 dient bei der Herstellung eines Transi-»,, been suggested (DT-OS lh 14 7Mq). called de; : Head area 3 is used to create a transit
BaMsableiiwidersiand dadurch gebildet wild, daß die stors als Kollekior/one. in die eine p-leilende Basiszo-BaMsableiiwidersiand formed wildly by the fact that the stors as Kollekior / one. in the one p-directional base period
B.isi'.- und die Emitterelektrode auf einer ()berllache:i- nc 5 eindüfuridiert wiru. Nach der Erfindung wird dieB.isi '.- and the emitter electrode on a () surface: i- nc 5 weu. According to the invention, the
seile eines 1 ialbleiterkorpers angeordnet sind und die Basiszone 5 so groß ausgebildet daß ein Teil ihres Ran-ropes of a 1 ialbleiterkorpers are arranged and the base zone 5 is made so large that part of its edge
Imiiier/one auf der der Basiselektrode abLewandteii des jii der I lalbleiteroberllache in die SeparauonsdiHu-Imiiier / one on the base electrode facing away from the jii of the semiconductor surface pool in the SeparauonsdiHu-
«H'ite mit der Basis/one kurzgeschlossen ist. Bei einer io sions/one 4 reicht. Der Überlapp.mgsbereich /wischen«H'ite is shorted to the base / one. With an iosions / one 4 is enough. Wipe the overlap area /
<Jerartij.cn Anordnung ist somit die Basiselektrode iiber der Basiszone 5 und der Separationsdiffusions/one 4 ist<Jerartij.cn arrangement is thus the base electrode above the base zone 5 and the separation diffusion / one 4 is
einen durch die Basiszone gebildeten Widersland mit in der Fi g. 3 mit der Ziffer 1! gekennzeichnet. Beia contradiction formed by the base zone with in Fig. 3 with the number 1! marked. at
der Eminerelektrode verbunden. Viellach wird jedoch. einer Sperrschicht zwischen der Separalionsdiffiisions-connected to the eminer electrode. Much will, however. a barrier layer between the Separalionsdiffiisions-
iichcn dem Basisableitwiderstand ein Fmiticrw ider- zoi.e 4 und dem I lalbleiierbereich 3 mit einer an derIn the base leakage resistance a resistor 4 and the lead area 3 with one on the
»land Ri (Fi g. 1) benötigt, der in vielen Anwendungs- 15 Halbleiteroberfläche rechteckigen Geometrie wird die»Land Ri (Fig. 1) is required, which in many applications 15 semiconductor surface becomes the rectangular geometry
füllen an ein höheres Potential wie der Basisableu- Basiszone 5 vorzugsweise so groß ausgebildet, daß siefill at a higher potential such as the base unit base zone 5 is preferably so large that they
widerstand R: angelegt wird. Durch die erfindungsgc- an der Halbleiteroberfläche an drei Berandungsseitenresistance R: is applied. Due to the erfindungsgc- on the semiconductor surface on three sides of the boundary
mäße integrierte Halbleiterschaltungsanordnung kann in die Separationsdiffusionszone reicht. An die vierteA moderate integrated semiconductor circuit arrangement can reach into the separation diffusion zone. The fourth
auch diese Schaltung realisiert werden, ohne daß die Berandungsseite der Basiszone grenzt an der HaIb-this circuit can also be implemented without the boundary side of the base zone being adjacent to the
Hersrelliing des Hasisableiiw iderstandes durch einen 20 lederoberfläche der für die Kontaktierung vorgeseheneThe Hersrelliing of the Hasisableiiw iderstandes by a 20 leather surface provided for the contact
Dllfusionsprozeß in einem gesonderten Halbleiterbe- Oberflächenbereich der Kollektorzone 3.Difusion process in a separate semiconductor surface area of the collector zone 3.
reich erforderlich ist. In die Basiszone wird wiederum eine beispielsweiserich is required. In the base zone, in turn, is an example
Durch den Einbau des Basisableitwiderstandes R: rechteckig rahmenförmige. η-leitende Emitter/one 6 (Fig. 1) in den Transistor wird ein relativ großer Be- eindiffundiert. Die Halbleiteroberfläche ist mit Ausnahreich an aktiver Halbleiteroberfläche eingespart, so daß 25 nie der Kontaktstellen für die verschiedenen Halb die Ausdehnung der integrierten Schaltung verkleinert leiterzonen mit einer Isolierschicht 7 beispielsweise aus und die Zahl der gefertigten Schaltungen aus einer Siliziumdioxyd abgedeckt. Die Kollektorzone ist über Halbleiterscheibe vergrößert werden kann. Dies gilt den Metallkontakt IO mn weiteren, nicht dargestellten vor allem liir logische Schaltungen, bei denen die einge- Schaltungselemenien der integrierten Schaltung elekschalteten. stromführenden Transistoren übersteuert 30 trisch leitend verbunden, während zur Kontaktierung werden, beispielsweise für Transistor-Transistor-1.ogi- der Basiszone 5 der innerhalb der Emitterzone liegende ken. Dioden-Transistor-Logiken und Widerstands- Kontakt 8 vorgesehen ist. Die Emitterzone 6 ist bei-Transistor-Logiken. Der Abstand zwischen der Basis- spielsweise mit einem U-förmigen Metallanschluß 9 elektrode und der Kurzschlußstellc zwischen der Basis- kontakten.By installing the basic leakage resistor R: rectangular, frame-shaped. η-conducting emitter / one 6 (Fig. 1) a relatively large amount is diffused into the transistor. The semiconductor surface is saved with the exception of active semiconductor surface, so that 25 never of the contact points for the various half the extent of the integrated circuit reduced conductor zones with an insulating layer 7, for example, and the number of circuits made from a silicon dioxide covered. The collector zone can be enlarged by means of a semiconductor wafer. This applies to the metal contact IO mn further, not shown, especially for logic circuits in which the switched-on circuit elements of the integrated circuit are electrically switched. current-carrying transistors are overdriven 30 trically conductively connected, while for contacting, for example for transistor-transistor-1.ogi- the base zone 5 of the ken lying within the emitter zone. Diode-transistor logic and resistor contact 8 is provided. The emitter zone 6 is in transistor logics. The distance between the base electrode, for example with a U-shaped metal connection 9, and the short-circuit point between the base contacts.
/one und der Separationsdiffusionszone muß bei einem 35 Die Separationsdiffusionszone 4 bzw. der Halbleiter-Transistor einer integrierten, logischen Halbleiterschal- grundkörper 1 werden gleichfalls mit einem Kontakt lung derart gewählt sein, daß der Widerstand tier Ba- verschen, der an das tiefste in der betreffenden SchaI-siszone zwischen diesen beiden Stellen dem geforder- Hing vorkommende Potential angelegt wird. Hierbei len Widerstand R: in der integrierten Halbleiterschal- handelt es sich in der Regel um den Minuspol der Vertung entspricht. F.ine Variation des Widerstandswertes 40 sorgungsspannungsquclle. Der zwischen dem genannkann auch durch die größenmäßige Veränderung des len Kontakt und dem Basisanschluß 8 liegende Bahn-Bereiches, in dem sich die Basiszone und die Separa- widerstand bildet den gewünschten Basisabiciiwiderlionsdiffusionszotie überlappen, vorgenommen werden. stand R: (Fi g. I). Der Wert des Basisablei'.widerstan-Der Widerstand der Basiszone zwischen der Basiselek- des kann auch durch die Änderung der liindringliefe trode und der Kur/schlußstelle zwischen der Separa- 45 bzw. des Querschnittes des Überlappungsbereiches 11 tionsdiflusionszone und der Basiszone beträgt bei Dio- zwischen der Separationsdiffusionszone 4 und der Baden-Transistor-Logiken vorteilhafterweise etwa 2 Ki- siszone 5 variiert werden.The separation diffusion zone 4 or the semiconductor transistor of an integrated, logical semiconductor shell base body 1 are also selected with a contact in such a way that the resistance of the barrier, which is the lowest in the relevant shaI-siszone between these two places the required-Hing occurring potential is applied. Here len resistance R: in the integrated semiconductor switch, it is usually the negative pole that corresponds to the vertex. F. a variation of the resistance value 40 supply voltage source. The path area lying between this can also be made by changing the size of the len contact and the base connection 8, in which the base zone and the separating resistance overlap the desired base resistance diffusion ratio. stand R: (Fi g. I). The resistance of the base zone between the base electrode can also be determined by changing the internal electrode and the short-circuit between the separation or cross-section of the overlap area and the base zone. between the separation diffusion zone 4 and the Baden transistor logic, approximately 2 Kis zone 5 are advantageously varied.
loolim. Die Erfindung soll im weiteren an Hand eines Der Halblcilcrbercich .3 kann selbstverständlich auchloolim. The invention will of course also be based on a The Halblcilcrbercich .3
Ausführungsbcispicls näher erläutert werden. eine kreisförmige oder eine andere Geometrie an derExemplary embodiments are explained in more detail. a circular or other geometry on the
F i g. 2 zeigt in der Draufsicht und F i g. J in einer 5° Halbleiteroberfläche aufweisen. Bei einem kreisförmiaufgeschniltenen,
perspektivischen Ansicht den Teil gen Kollektorbereich wird es vorteilhaft sein, die Basiseincr
integrierten Halbleiterschaltungsanoidnung. in zone 5 halbkreisförmig auszubilden, wobei der Radius
dem nach F i g. I der Transistor 7" untergebracht ist. ties Basishalbkreises an der Halbleiteroberfläche ge-7-tir
Herstellung des I lalbleiterplättcheiis wird zunächst ringfügig größer als der Radius des Kollektorbcreiches
auf einer beispielsweise p-leitenden Halbleiterscheibe 1 55 3 sein wird, so daß der gekrümmte Teil der Basisberanaus
Silizium epitaktisch eine n-leitcnde Schicht 2 abge- dung an der Halbleiteroberfläche in die Separationsdifschieden.
Diese n-lcilende Schicht wird durch eine so- fusions/one hineinreicht. Die erfindungsgemäße integenanntc
Separationsdiffusion in voneinander getrenn- griertc Halblciterschaltungsanordnung läßt sich auf bete
Halbleiterbereiche 3 aufgeteilt, in die die Halbleiter- kannte Weise mit Hilfe der bekannten Maskierungs-,
schaltungselemente der integrierten Schaltung einge· f>o Ätz- und Diffusionsiechnik herstellen. Neben Silizium
bracht werden. Die einzelnen Halbleiterbereiche 3 sind sind selbstverständlich auch andere Halbleitermateriasomit
durch die Diffusionszonen 4 voneinander ge- hen zum Aufbau der erfindungsgemäßcn integrierten
trennt, die p* -leitend sind und in tlas p-leiiende Grund- Halbleiterschaluingsanordnung geeignet,
material 1 übergehen. Der in den F i g. 2 und 3 darge-F i g. 2 shows in plan view and FIG. J in a 5 ° semiconductor surface. In the case of a circular cut-out perspective view of the part towards the collector area, it will be advantageous to design the basis of the integrated semiconductor circuit. to form a semicircular shape in zone 5, the radius being that of FIG. I the transistor 7 "is housed. The base semicircle on the semiconductor surface ge-7-tir production of the semiconductor plate chip will initially be slightly larger than the radius of the collector area on a, for example, p-conductive semiconductor wafer 1 55 3, so that the curved part of the Base layer 2 epitaxially made of silicon an n-conductive layer 2 on the semiconductor surface in the separation differences. This n-silicon layer is extended through a fusion / one In addition to silicon, the individual semiconductor regions 3 are, of course, also other semiconductor materials, so the diffusion means that they are also made of other semiconductor materials zones 4 go from one another to the construction of the integrated separates according to the invention, which are p * -conducting and are suitable in tlas p -conducting basic semiconductor shell arrangement,
Skip material 1. The in the F i g. 2 and 3 shown
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (5)
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| GB05061/69A GB1220023A (en) | 1968-03-26 | 1969-03-21 | Integrated semiconductor circuit arrangement |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DER0048723 | 1968-03-26 | ||
| DE19681764048 DE1764048C3 (en) | 1968-03-26 | Semiconductor integrated circuit arrangement and its use as a transistor connected to a base bleeder resistor |
Publications (3)
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| DE1764048B2 true DE1764048B2 (en) | 1975-10-23 |
| DE1764048C3 DE1764048C3 (en) | 1976-08-12 |
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| DE1764048A1 (en) | 1971-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |