DE1764567B2 - Integrierte schaltung mit auflagen auf unbenuetzten, aktiven flaechenschaltelementen - Google Patents

Integrierte schaltung mit auflagen auf unbenuetzten, aktiven flaechenschaltelementen

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DE1764567B2
DE1764567B2 DE19681764567 DE1764567A DE1764567B2 DE 1764567 B2 DE1764567 B2 DE 1764567B2 DE 19681764567 DE19681764567 DE 19681764567 DE 1764567 A DE1764567 A DE 1764567A DE 1764567 B2 DE1764567 B2 DE 1764567B2
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Description

45 frei lassen, daß auf der ersten Metallschicht eine
zweite Isolierschicht aufgebracht ist, deren öffnungen mit ausgewählten öffnungen der ersten Isolier-
Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung mit schicht ausgerichtet sind, daß auf der zweiten Isoliermehreren in einem Halbleiterplättchen ausgebildeten schicht eine zweite Metallschicht vorgesehen ist. Bauelementen, die je an einer Hauptfläche des Halb- 50 welche mit einem Teil mindestens eines der unbeleiterplättrhens mit Kontaktflächen versehen sind, nutzten Bauelemente überdeckt und mit diesem Teil ferner mit einer die Hauptfläche bedeckenden ersten an eine Kontaktfläche eines der benutzten Bau-Isolierschicht, auf der eine erste, die elektrischen Ver- elemente angeschlossen ist.
bindungsleitungen zu den Kontaktflächen der Bau- Auf diese Weise lassen sich trotz des Übrigbleibens
elemente durch öffnungen der ersten Isolierschicht 55 unbenutzter Bauelemente durch die gleiche Ausbilhindurch bildende Metallschicht vorgesehen ist. dung und Anordnung der verschiedenen Bauelemente
Aus der USA.-Patentschrift 3 178 804 ist es be- innerhalb eines Plättchens für die Fertigung Kostenkannt, Halbleiterelemente gegen die Umgebung Her- einsparungen erzielen. Damit diese unbenutzten Baumetisch abzuschließen und die Kontaktierung der elemente nun nicht zu einer Verschwendung eines Elektroden durch eine auf der Oberseite des im übri- 60 Teils der Plättchenoberfläche führen, macht die Ergen eingekapselten Halbleiterplättchens angeordnete findung die betreffenden Bereiche des integrierten Anschlußmembran hindurch durchzuführen. Hierzu Schaltungsplättchens für dessen Beschallung nutzbar, wird diese Membran mit Hilfe eines Elektronenstrahls Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Dardurchbohrt, und mit Hilfe eines weiteren Elektronen- Stellungen einiger Ausführungsbeispiele näher erläustrahls wi-d eingebrachtes Kontaktierungsmaterial mit 65 tert.
den zu kontaktierenden Halbleiterbereichen ver- F i g. 1 zeigt ein noch nicht beschaltetes integriertes
^hmolzen. Das Kontaktierungsmaterial reicht ent- Plättchen mit einer Anzahl darin ausgebildeter HaIbweder bis an die Oberfläche der Membran, wo es elek- leiterbauelemente:
F i g. 2, 3 und 4 sind schematische Darstellungen verschiedener logischer Schaltungen, die durch eine geeignete gegenseitige Verbindung der Schaltelemente in Fig. ί geschaffen werden kann;
Fig. 5 zeigt schematisch die gegenseitige Verbindung, welche zur Benutzung der in F i g. ! dargestellten Schaltelemente innerhalb einer Schaltung nach F i g. 2 erforderlich ist:
Fig. 6 zeigt die gegenseitige Leitungsverbindung für den Anschluß der Schaltelemente nach Fig. 1 gemäß einer teilweisen Realisierung der Schaltung nach Fig. 2;
Fig. 7 zeigt die Lage der Verbindungsleiter und der Verbindungsleitungen zwischen den Schaltelementen entsprechend dem Schaltbild nach F ϊ g. 6;
F i g. 8 stellt einen Querschnitt durch einen Verbindungsleiter in F i g. 7 dar;
F i g. 9 zeigt die Schaltung für ein Register für 4 Bits und
Fig. 10 zeigt im Querschnitt eine der in Fig. 9 dargestellten Querverbindungen.
Figurenbeschreibung
Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen, insbesondere bei der Herstellung von mittleren und großen gestapelten integrierten Schaltungen wird eine Anzahl von Halbleiter-Schaltelementen derart angeordnet, daß sie elektrisch se miteinander verbunden sind, daß die Schaltung eine Mehrzahl von Schaltfunktionen zu erfüllen vermag.
Integrierte Schaltungen dieser Art werden im allgemeinen dadurch hergestellt, daß man eine Mehrzahl von aktiven und passiven Halbleiter-Schaltelementen in einer (monolithischen oder dielektrisch isolierten) Halbleiterscheibe durch Diffusion erzeugt, um dadurch eine Stapelung von Halbleiter-Schaltelementen zu erreichen. Sodann wird eine Metallschicht auf der Scheibe niedergeschlagen und die Scheibe einer Ätzung unterworfen. Die Scheibe wird dabei gemäß einem bestimmten Leitungsmuster (aus einer Mehrzahl von verfügbaren Mustern von Verbindungsleitungen) geätzt, um die gewünschte Schaltfunktion sicherzustellen.
Wenn eine gegebene Anordnung von Halbleiter-Schaltelementen verwendet werden muß, um eine große Anzahl von möglichen Schaltfunktionen zu realisieren, wird bei den meisten der Schaltfunktionen nicht jedes vorhandene Halbleiter-Schaltelement benutzt. Der von diesen nicht angeschlossenen Schaltelementen eingenommene Raum stellt also gewissermaßen einen verschwendeten Teil der Scheibenoberfläche dar.
Seitens der Erfinder wurde nun eine Technik zur Nutzbarmachung dieses bisher nicht ausgenutzten Teils der Scheibenoberfläche entwickelt und gleichzeitig die von den obengenannten Verbindungsleitern besetzte Fläche zur Herstellung von äußeren Anschlüssen an die integrierte Schaltung nutzbar gemacht.
F i g. 1 zeigt eim. typische Anordnung von Halbleiter-Schaltelementen, die eine Anzahl von Transistoren und Widerständen enthält. Die insgesamt mit 1 bezeichnete Anoidnung besteht aus einer Unterlage aus Halbleitermaterial, vorzugsweise aus Silizium, in welcher 9 Transistoren (Q) und 6 Widerstände (R) durch Aufdiffusion erzeugt worden sind. Die Flächenbezirke für die Widerstände sind jeweils mit einer Anzahl von rechteckigen Kontaktflächen versehen, so daß auf jedem Widerstandsstreifen jine Mehrzahl von Widerstandswerten eingeschaltet werden kann.
Die Transistoren Q2abisQ2d bewerkstelligen die Eingangsschaltung der Anordnung 1, und die Transistoren β 1 und β 5 gehören zur Ausgangsschaltung. Jeder Transistor oesitzt rechteckige Kontaktflächen für Emitter, Basis und Kollektor, die mit E, B und C ίο bezeichnet sind.
Die Anordnung 1 ist mit einer Isolierschicht 2 aus Siliziumdioxyd bedeckt. Diese Isolierschicht 2 weist eine Anzahl von öffnungen auf, durch welche hindurch die verschiedenen Kentaktflächen der Widerstände und der Transistoren zugänglich sind.
Die Schaltelemente in der Anordnung 1 können derart miteinander verbündt . sein, daß sie
1. eine logische Schaltung darstellen, welche einen Spannungsimpuls von 0,4 Volt liefert,
2. eine logische Schaltung darstellen, welche einen Spannungsimpuls von 0,8 Volt liefert,
3. einen 0r8-Volt-/?-S-Flipflop für Rückstellung und Setzung darstellt.
4. einen 0,4-VoIt-/?-5-FIipflop darstellt oder schließlich
5. einen /-/f-Steuerkreis.
Zur Erläuterung sollen nur die ersten drei erwähnten Schaltungen beschrieben werden.
Fig. 2 zeigt ein Schaltbild für das 0,4-Volt-Gatter.
Die Transistoren β2a bis QId dienen zur Einkopplung des Eingangssignals, welches jeweils den Basiselektroden zugeführt wird. Die Schaltung kann mit einem einzigen, mit zwei, mit drei oder mit allen vier Eingangssignalen gleichzeitig betreben werden.
In manchen Anwendungsfällen sind nur zwei Eingangssignale und ein Ausgangssignal erforderlich.
Die Bezeichnungen der Transistoren und der Widerstände in Fig. 2 entspricht den in Fig. ί verwendeten Bezugszeichen. Die Transistoren Ql und QS sind mit dem jeweiligen Emitter als Ausgangselektrode geschaltet. Der Transistor ßl liefert ein Ausgangssignal, wenn an keiner der Basiselektroden der vier Eingangstransietoren ein Eingangssignal vorhanden ist. Der Transistor β 5 liefert ein Ausgangssignal, wenn an der Basiselektrode eines der Eingangstransistoren ein Signal auftritt. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 2 an sich bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
Die F i g. 3 zeigt ein Schaltbild der Halbleiterschaltelemente der Anordnung 1 zur Bildung eines 0,8-VoIt-Gatiers, das die entsprechende logische Funktion wie die Schaltung nach Fig. 2 liefert.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Schaltbild des 0,4-Volt-/?-5-Flipflups, an dessen Ausgangsklemmen die Symbole A und eingetragen sind, welche von den Emittern der Transistoren β 1 bis ßS abgenommen werden.
Fig. 2 läilt erkennen, daß, wenn das 0,4-Voit-Gatter mit vier Eingängen und zwei Ausgängen betrieben wird, der Transistor β6 nicht benutzt wird. Ebenso werden bei zwei Eingängen und einem Ausgang die Transistoren β2c, QId, QX und ß6 nicht benutzt. Für das 0,8-Volt-Gatter sind die gleichen Transistoren nicht benutzte Transistoren für entsprechende Eingangs- und Ausgangswerte.
Die oben gegebenen Beispiele dürften zur Verar^chaulichung ausreichen. Wenn ein Ausgangssignal
5 6
gewünscht wird und wenn dieses Signal die NOR- schließt den Verbindungsleiter 9 an die Basis dcj Polarität haben soll, ist der Transistor β5 und nicht Transistors ß2a an. Ebenso ist der Verbindungs· der Transistor β 1 das unbenutzte logische Gatter. leiter 7 unmittelbar an die Basiskontaktfläche de
Die Transistoren und Widerstände in der Anord- Transistors QZb angeschlossen und der Verbindungsnung 1 können durch eine geeignet geätzte Alumi- 5 leiter 8 an die Emitterkontaktfläche des Transiniumschicht miteinander verbunden werden und als storsßl.
Schaltung entsprechend einer der Fig. 2 bis 4 dienen. Die konstruktive Ausführung dieser Vcrbindungs-
AIs Beispiel sei die Fig. 5 betrachtet, in welcher die leiter sei nun an Hand der Fig. 8 erklärt, welche Verbindungen des 0,4-Volt-Gatters nach F i g. 2 unter einen Querschnitt durch den Verbindungsleiter 9 dar-Benutzung von allen vier Eingängen und zwei Aus- io stellt. In Fig. 8 ist ein Teil der Halbleiterscheibe gangen dargestellt ist. Da diese Verbindungen durch dargestellt, auf welcher die integrierte Schaltung 4 Teile von abgelagerten Metallschichten hergestellt gebildet wird. Die Scheibe besteht aus einer Unterlage werden, müssen sie so angeordnet werden, daß keine von P-Material 10 mit einer epitaxialen N-Schidit Il Überkreuzungen stattfinden. Der in Fig. 5 darge- auf deren Oberfläche.
stellte Leitungsverlauf erfüllt diese Forderung, wobei 15 Ein Teil 12 der Epitaxialschicht 11 wird von einem alle Leitungsverbindungen in einer Linie liegen. eindiffundierten Ring 13 aus einem Material mit der
Der Schaltung nach Fig. 5 wird die Vcrsorgungs- Leitfähigkeit P+ umschlossen, welcher zusammen spannung durch Anschluß an die geerdete Sammcl- mit der Unterlage 10 den Schichteil 12 von anderen schiene und an die Sammelschiene Vff hergestellt. Teilen der Halbleiterscheibe isoliert. Das isolierte Jede dieser Sammelschienen ist ein Teil der Alumi- aa Gebiet 12 dient als Kollektor für den Transistor Q 6. niumschicht 3 auf der Isolierschicht 2. Ein P-Gebiet 14 wird in das Kollektorgebict 12 cin-
Das Schaltbild nach Fig. 5 zeigt, daß die Fläche diffundiert, um als Basisgebiet für den Transistor (J6 oberhalb des Transistors ß6 nicht benutzt ist. Diese zu dienen und ist außerdem mit einer Kontaktflachc Fläche kann daher zur Herstellung der äußeren An- 15 ausgerüstet. Ebenso wird ein N Gebiet 16 auf dem Schlüsse an die integrierte Schaltung dienen. Da je- 25 Wege der Eindiffusion in das Bisisgebict 14 hcrgcdoch lediglich der Transistor β6 nicht benutzt wird, stellt, um als Emitter des Transistors β 6 7U dienen, müssen die anderen erforderlichen Anschlüsse der der seinerseits mit einer Kontaktfläche 17 ausgerüstet integrierten Schaltung nach Fig. 5 mittels Verbin- ist. Der Verbindungsleiter 9 besteht gemäßFie. 8 dungsleiter im eingangs erwähnten Sinne, die jedoch aus einer Aluminiumschicht, welche den Emitter, die in der Zeichnung nicht mit dargestellt sind und am 30 Basis und den Kollektor über ihre entsprechenden Rande der Schaltungsanordnung auf der Halbleiter- Kontaktflächen kurzschließt.
scheibe anzubringen sind, hergestellt werden. Der äußere Anschluß des Verbindungsleitcrs 9 beWenn nur zwei Eingänge und ein Ausgang für eine steht aus einem Stückchen Golddraht 19, welcher bestimmte darzustellende logische Funktion erforder- durch Thermokompression an den Verbindungsleiter 9 lieh sind, kann eine integrierte Schaltung 4 ver- 35 angeheftet ist.
wendet werden, welche entsprechend dem Schaltbild Dadurch, daß sich über den unbenutzten Transi-
in Fig. 6 die logische Funktion 0,4VoIt liefert. stören Verbindungsleiter der in Fig. 7 dargestellten
Man sieht, daß im letzeren Falle unbenutzte FIa- Art befinden, brauchen drei der normalerweise crforchen über den Transistoren ß2c, QId, QS und ß6 derlichen Verbindungsleiter überhaupt nicht mehr verfügbar sind und für die Herstellung der äußeren 40 vorgesehen zu werden, was eine beträchtliche ErAnschlüsse verwendet werden können. Die Art und sparung bezüglich der Oberfläche der integrierten Weise, in welcher dies geschieht, ist für die integrierte Schaltung bedeutet. Die übrigen Anschlüsse für die Schaltung 4 nach Fig. 6 aus Fig. 7 zuerkennen. Stromversorgung können durch Verbindungsdrä.ite,
Wie in F i g. 7 dargestellt, hat die integrierte Schal- weiche zu der geerdeten Sammelschiene und zu der tung4 eine zweite Isolierschicht 5 aus Siliziumdioxyd, 45 Sammelschiene VEE verlaufen, bewerkstelligt werden, weiche oberhalb von wobei diese Sammetechienen durch entsprechende
1. der ersten Metallschicht 3 (nicht mit dargestellt) Öffnungen in der zweiten Isolierschicht 5 hindurch und zugänglich sind.
2. der ersten Isolierschicht 2 liegt. Die Ersparung an notwendiger Oberfläche der Die zweite Isolierschicht 5 besitzt öffnungen, wel- s» Halbleiterscheibe wird dann besonders wichtig, wenn
ehe sich mit entsprechenden öffnungen in der ersten getrennte integrierte Schaltungen oder sogenannte
Isolierschicht 2 decken, was bedeutet, daß durch diese Zellen miteinander verbunden werden um eine mittel-
Öffnungen hindurch die Kontaktflächen der Transi- große oder große integrierte Schaltungsanordnung
stören und Widerstände, welche in der betreffenden herzustellen. Eine solche Schaltungsanordnung ist
Schaltung benutzt «verden müssen, zugänglich sind. 55 beispielsweise in Fig. 9 dargestellt und erfüllt die
Auf der zweiten Isolierschich: 5 ist eine metallische Funktion eines Registers für vier Bits Dieses Register
Aluminiumschicht 6 angebracht. Teile dieser Alumi- 2© enthält 16 einzelne Zellen. Die strichpunktierten
niumschicht 6 bedecken die unbenutzten Transistoren Linien geben die Grenzen der einzelnen Zellen an.
22c, QZd, QS und Q6, so daß Verbindungsleiter 7, Die gestrichelten Linien zeigen die erste Verbindung
S und 9 für die äußeren Anschlüsse an die integrierte 60 über die Metallschicht, während die durchlaufenden
Schalung gebildet werden. Da die Eingsngstransisto- Linien die Verbindung über die zweite Metallschicht
renß2c und QId, die in Fig. 6 lediglich schema- veranschaulichen. Die dunklen rechteckiecn Tischen
tisch dargestellt sind, in Wirklichkeit erheblich kleiner geben die Orte der Verbindungsleiter an
iind als die anderen Transistoren der Schaltung, ver- Die vier senkrecht untereinanderliegenden Zellen
äuft der Verbindungsleiter 7 oberhalb von beiden 65 auf der linken Seite der garben integrierten Schaltung
Transistoren QZc und QZd, um eine genügend große 20 enthalten je ein 0,4-Volt-Gatter mit zwei Ein-
FHche zur bequemen Herstellung der Anschlüsse gangen und einem Ausgang, wobei jedes dieser Gatter licherzustcllen. Ein Teil der Aluminiumschicht 6 schaltungs näßig gemäß Fig. 6 ausceführt ist.
Die vier Zellen in der zweiten vertikalen Reihe von links werden für die logischen Funktionen nicht benutzt sondern dienen vielmehr zur Schaffung der erforderlichen Kreuzverbindungen im Schaltbild. Jede der Kreuzverbindungen ist durch den Schnittpunkt einer gestrichelten (erste Metallisierungs,schicht) mit einer ausgezogenen (zweite Metallisierungsschicht) Linie definiert.
Die vertikal untereinanderliegenden Zellen in der dritten Vertikalreihe von links sind als 0,4-Volt-/?-S-Flipflops geschaltet, während die Zellen der rechten Vertikalreihe als 0,8-Volt-Gatter bezeichnet sind. Verbindungsleiter im Sinne der Erfindung sind ferner noch über anderen unbenutzten Eingangs- und Ausgangstransistoren angebracht, so daß alle erforderlichen Signaleingangs- und Signalausgangsanschlüsse hergestellt werden können, ohne daß man am Umfangsverbindungsleiter anordnen muß, welche nutzbare Fläche der Halbleiterscheibe besetzen, die anderweitig zur Bildung von zusätzlichen aktiven und/oder passiven Schaltelementen benutzt werden kann.
Die Art und Weise, wie die unbenutzten Zellen zur Herstellung von Überkreuzungen verwendet werden, ist in F i g. 10 dargestellt.
Doit sind mit Qx und Qy zwei unbenutzte Transistoren bezeichnet, die zu der zweiten Vertikalreihe von Zellen von links in der Anordnung 20 gehören. Die Halbleitergebiete jeder dieser Zellen entsprechen denjenigen des Transistors Q6 in Fig. 8.
Über jedem der Transistoren Qx und Qy sind metallisierte, als Klemmen dienende Flächengebiete 21 und 22 vorhanden. Diese metallisierten Flächen werden durch Teile der ersten Metallisierungsschicht 3 gebildet. Die zweite Isolierschicht 5 liegt oberhalb der ersten Metallisierungsschicht 3 und enthält öffnungen an der Stelle der metallisierten Flächen 21 und 22. Die Flächen 21 und 22 sind mittels eines Teils 23 der
S ersten Metallisierungsschicht 3 elektrisch miteinander verbunden.
Eine der kreuzenden metallischen Leitungen, die einen Teil der zweiten Metallisierungsschicht 6 enthalten, reicht mit ihren Enden 24 und 25 durch
ίο öffnungen in der zweiten Isolierschicht 5 hindurch, so daß ein elektrischer Anschluß mit den als Klemmen dienenden Gebieten 21 und 22 entsteht und dadurch auch eine unmittelbare elektrische Verbindung zwischen den Enden 24 und 25 hergestellt wird.
Die kreuzende Leitung 26 ist auf einem Teil dei zweiten Isolierschicht 5 über dem Teil 23 der erster Metallisierungsschicht 3 angeordnet und verbindet die als Klemmen dienenden Flächen 21 und 22. Die Leitung 26 kann die Leitung mit den Enden 24 und 2f
an überkreuzen, ist aber gegenüber dieser letzteren Lei tung isoliert.
In den vorstehend beschriebenen Anordnungen mi Verbindungsleitern über unbenutzten aktiven Flächen teilen und bei der Benutzung solcher Flächenteile füi
as metallische Überkreuzungen (Brücken) sind keim zusätzlichen Abdeckmasken außer denjenigen Maskei erforderlich, die zur Aufbringung der gewünschter Metallisierungsmuster dienen. Dies bedeutet, daß jed< der Isolierschichten 2 und 5 mit Hilfe der gleichet
oder einer ähnlichen Maske hergestellt und geätz werden kann, um die öffnungen über den Kontakt flächen der Transistoren und Widerstände anzu bringen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

  1. I 764 567
    1 2
    trisch leitend mit Anschlußdrähten verbunden wird,
    Patentansprüche: oder es bewirkt eii.e Verschmelzung mit einer zwi
    schen der Membran und einer die Halbleiteroberseite
    !.Integrierte Schaltung mit mehreren in einem abdeckenden Isolierschicht angeordneten Leiter-Halbleiterplättchen ausgebildeten Bauelementen, 5 schicht, welche an anderer Stelle durch eine Bohrung die je an einer Hauptfläche des Halbleiterplätt- der Abdeckmembran von außen her m der beschriechens mit Kontaktflächen versehen sind, ferner benen Weise kontaktiert wird.
    mit einer die Hauptfläche bedeckenden ersten Bei der Herstellung von sogenannten monolithi-
    Isolierschicht, auf der eine erste, die eleKtrischen sehen integrierten Schaltungen befindet sich jede Ein-Verbindungsleitungen zu den Kontaktflächen der io zelschaltung gewöhnlich auf einem mittleren Teil Bauelemente durch Öffnungen der ersten Isolier- einer aus Halbleitermaterial bestehenden Unterlage, schicht hindurch bildende Metallschicht vorge- um den herum eine Anzahl von Verbindungsleitern sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß angebracht ist. Der Mittelteil enthält eine Mehrzahl die Verbindungsleitungen nur zu einem Teil samt- von aktiven und passiven Halbleiterbauelementen, die licher in dem Halbleiterplättchen ausgebildeter 15 elektrisch mit den Verbindungsleitern mit Hilfe von Bauelenr.e ite geführt sind und die anderen, unbe- niedergeschlagenen Metallschichtcn verbunden sind, nutzten Bauelemente frei lassen, daß auf der Die Verbindungsleiter beanspruchen einen erhebersten Metallschicht (3) eine zweite Isolierschicht liehen Teil der verfügbaren Substratfläche, der somit (5) aufgebracht ist, deren öffnungen mit ausge- für die Herstellung von Halbleiterbauelementen verwählten öffnungen der ersten Isolierschicht (2) 20 Iorengeht. Dadurch ist aber die insgesamt für die ausgerichtet sind, daß auf der zweiten Isolier- integrierte Schaltung erforderliche Fläche größer als schicht (5) eine zweite Metallschicht (6) vorge- die von den Scr-alteiementen selbst belegte Fläche, sehen ist, weiche mit einem Teil mindestens eines Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf-
    der unbenutzten Bauelemente überdeckt und mit fung einer Möglichkeit, völlig identisch ausgebildete diesem Teil an sine Kontaktfläche eines der be- 25 Schaltungsplättchen mit integrierten Bauelementen, nutzten Bauelemente angeschlossen ist. wi; Transistoren, Dioden, Widerständen usw., durch
  2. 2 Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, da- unterschiedliche Verbindungen der einzelnen Baudurch gekennzeichhet, dati ein Teil der ersten elemente untereinander zu unterschiedlichen Funk-Metallschicht (3) zwei Kontaktflächen zweier un- tionseinheiten auszubilden, wobei jeweils nicht sämtbenutzter Bauelemente miteinander verbindet und 30 liehe in einem Schaltungsplättchen enthaltenen Baumit den beiden Kontaktflächen zwei somit über elemente benutzt werden müssen, die erste Metallschicht (3) elektrisch miteinander Diese Aufgabe wird bei einer integrierten Schaltung
    verbundene Bereiche der zweiten Metallschicht mit mehreren in einem Halbleiterplättchen ausgebil-(6) verbunden sind und daß ein dritter Bereich deten Bauelementen, die je an einer Hauptfläche des der zweiten Metallschicht (6) auf der zweiten Iso- 35 Halbleiterplättchens mit Kentaktflächen versehen lierschicht (5) über dem durch die erste Metall- sind, ferner mit einer die Hauptfläche bedeckenden schicht (3) gebildeten Verbindungsteil liegt und ersten Isolierschicht, auf der eine vrste, die elektridiesen überkreuzt. sehen Verindungsleitungen zu den Kontaktflächen der
  3. 3. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, da- Bauelemente durch öffnungen der ersten Isolierdurch gekennzeichnet, daß mit dem eins der nicht 40 schicht hindurch bildende Metallschicht vorgesehen benutzten Bauelemente überdeckenden Teil der ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbinzweiten Metallschicht (6) ein nach außen führen- dungsleitungen nur zu einem Teil sämtlicher in dem der Anschlußleiter (3, 4) verbunden ist. Halbleiterplättchen ausgebildeter Bauelemente ge
    führt sind und die anderen, unbenutzten Bauelemente
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3702427A (en) * 1971-02-22 1972-11-07 Fairchild Camera Instr Co Electromigration resistant metallization for integrated circuits, structure and process
US3795975A (en) * 1971-12-17 1974-03-12 Hughes Aircraft Co Multi-level large scale complex integrated circuit having functional interconnected circuit routed to master patterns
US3877051A (en) * 1972-10-18 1975-04-08 Ibm Multilayer insulation integrated circuit structure
CA997481A (en) * 1972-12-29 1976-09-21 International Business Machines Corporation Dc testing of integrated circuits and a novel integrated circuit structure to facilitate such testing
GB1440512A (en) * 1973-04-30 1976-06-23 Rca Corp Universal array using complementary transistors
CA1024661A (en) * 1974-06-26 1978-01-17 International Business Machines Corporation Wireable planar integrated circuit chip structure
JPS5851425B2 (ja) * 1975-08-22 1983-11-16 株式会社日立製作所 ハンドウタイソウチ
JPS5444881A (en) * 1977-09-16 1979-04-09 Nec Corp Electrode wiring structure of integrated circuit
US4458297A (en) * 1981-01-16 1984-07-03 Mosaic Systems, Inc. Universal interconnection substrate
US4467400A (en) * 1981-01-16 1984-08-21 Burroughs Corporation Wafer scale integrated circuit
DE3382727D1 (de) * 1982-06-30 1994-01-27 Fujitsu Ltd Integrierte Halbleiterschaltungsanordnung.
US4746966A (en) * 1985-10-21 1988-05-24 International Business Machines Corporation Logic-circuit layout for large-scale integrated circuits
JPH0817227B2 (ja) * 1987-04-30 1996-02-21 インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン 個性化可能な半導体チップ
US4880754A (en) * 1987-07-06 1989-11-14 International Business Machines Corp. Method for providing engineering changes to LSI PLAs
JPH03218668A (ja) * 1989-11-24 1991-09-26 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 半導体集積回路装置
US5322812A (en) * 1991-03-20 1994-06-21 Crosspoint Solutions, Inc. Improved method of fabricating antifuses in an integrated circuit device and resulting structure

Also Published As

Publication number Publication date
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GB1251454A (de) 1971-10-27

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