DE1932590A1 - Monolithische Schaltung mit eingegliederten Schalttransistoren und stark nichtlineare Widerstandscharakteristiken aufweisenden Schottkydioden und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Monolithische Schaltung mit eingegliederten Schalttransistoren und stark nichtlineare Widerstandscharakteristiken aufweisenden Schottkydioden und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH
Böblingen, 25. Juni 1969 si-gn
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N. Y. 10 504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: Docket FI 968 014
Monolithische Schaltung mit eingegliederten Schalttransistoren und stark nichtlineare Widerstandscharakteristiken aufweisenden Schottkydioden und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Spezialdioden, welche auf der Ausnutzung des Gleichrichtungsmechanismus beruhen, der unter dem Namen Schottky-Effekt bekannt ist, der im wesentlichen bei Metall-Halbleiterübergängen auftritt, sind bekannt. Derartige Schottkydioden, manchmal auch Dioden mit heissen Ladungsträgern genannt, besitzen bekanntlich hohe Schaltgeschwindigkeit in der Grössenordnung von Picosekunden und eine geringe Einsatz spannung in Durchlassrichtung. Wegen dieser Eigenschaften ist zu erwarten, dass die Anwendung derartiger Dioden in integrierten monolithischen Schaltungen, wie sie in modernen Datenverarbeitungsmaschinen benutzt werden, nutzbringend sein wird.
Bisher unternommene Anstrengungen, praktisch und kommerziell verwendbare integrierte Schaltungen mit eingebauten Schottkydioden zu erstellen, waren bisher ohne Erfolg. Dies ist zum grossen Teil darauf zurückzuführen, dass es bisher nicht möglich war, eine Schottkydiode als Bauelement in eine integrierte Schaltung organisch so einzufügen, dass diese im wesentlichen eine nichtlineare Charakteristik aufweist. Sofern nämlich da β als Diode wirkende Schaltelement eine stark lineare Widerstands- charakteristik aufweist, kommen beide obengenannten Vorteile des Elementes,
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nämlich hohe Schaltgeschwindigkeit und niedrige Eins at ζ spannung in · Flussrichtung, nur noch ungenügend zur Geltung. Das ist insbesondere dann der Fall^wenn die Schottky-diode als Schaltelement für eine nichtlineare negative Rückkopplung oder als Nebenschluss zur Kollektor-· Basisstrecke eines Schalttransistors hoher Geschwindigkeit benutzt werden soll, wobei die Aufgabe der Diode im letzteren Falle ,darin besteht, den gesättigten Zustand des Transistors weitgehend zu vermeiden.
Bei der Auslegung von Schaltungen, bei denen Transistoren durch impulsförmige Signale betrieben werden, wie es bei Vorrichtungen zur Verarbeitung digitaler Informationen, insbesondere bei Computern üblich ist, wurde bereits frühzeitig erkannt, dass eine Übersteuerung von Transistoren nicht so weit getrieben werden darf, dass der Kollektor-Basisübergang in Flussrichtung vorgespannt ist. Hierbei traten nämlich Sättigungserscheinungen auf, welche durch den sogenannten Minoritätsladungsträgerspeichereffekt hervorgerufen werden. Hierbei ergeben sich für die Umschaltung des Transistors erhöhte Schafcaaten.. Es wurde auch" bereits vorgeschlagen, unter dem Namen Tunneldioden bekannte Bauelemente als Nebenschlüsse zum Kollektor-Basisübergang von Schalttransistoren zu benutzen, um damit Sättigungserscheinungen bei den Tranistoren zu verhindern. Bisher wurden jedoch praktisch und kommerziell befriedigende Tunneldioden für derartige Zwecke, insbesondere in Verbindung mit integrierten Schaltungen, nicht hergestellt. Andere benutzte bzw. vorgeschlagene Diodentypen besitzen keine ausreichend hohen Schaltgeschwindigkeiten und nicht genügend niedrige Einsatz spannungen in Flussrichtung, Eigenschaften, welche bei Schottkydioden au s s er ordentlich günstige Werte aufweisen und diese für den ganannten Zweck besonders geeignet erscheinen lassen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, monolithische Schaltungen aufzuzeigen, die in Verbindung mit eingegliederten
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Schottkydioden arbeiten. Diese sollen hierbei als Schaltelemente mit vorwiegend nichtlinearer Charakteristik arbeiten. Die als Hilfsdioden wirkenden Schottkydioden sollen ihrer Konfiguration nach möglichst organisch mit den Transistoren zusammen in die jeweilige Schaltung monolithisch eingegliedert ■werden, wobei die Hauptaufgabe dieser Hilfsdioden darin besteht, eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der Gesamtschaltung zu gewährleisten, indem sie dafür sorgen, dass der gesättigte Zustand für die betreffenden Transistoren im wesentlichen vermieden -wird. Weiter soll ein Fabrikationsverfahren für derartige Schaltungen mit eingegliederten Schottkydioden aufgezeigt werden, bei dem die Schottky-Hilfsdioden ohne zusätzliche Verfahrensschritte realisiert werden können.
Die die genannte Aufgabe lösende Schaltanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden der Schottkydioden aus einer chemischen Verbindung des für die Metallisierungsebene benutzten Metalles mit dem Halbleitermaterial einer von der Metallisierungsebene durch eine isolierende Schicht getrennten schwach dotierten epitaktischen Schicht, die Kathoden aus einem grösseren Teilbereich dieser epitaktischen Schicht bestehen, dass unterhalb eines jeden Schottkykontaktes eine stark dotierte vergrabene Zone angeordnet ist, ;die ihrerseits über einen durch die epitaktische Schicht hindurchführenden, aus einer Zone stärker dotierten Materiales bestehenden Kanal in Verbindung mit dem Leitungsmuster der Metallisierungsebene steht.
Einzelheiten, sowie besondere Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren hervor.
In diesen bedeuten:
Fig. 1 eine Folge von Verfahrens schritten zur Herstellung
einer integrierten Struktur nach der Lehre der vor-
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liegenden Erfindung in einem ersten Ausführungsbeispiel j
Fig. 2 eine schematische Querschnittdarstellung eines 'wei- , :
teren Ausführungsbeispieles einer integrierten Struktur nach der vorliegenden Erfindung und -ή
Fig. 3 eine schematische Schaltdarstellung zur Erläuterung
der Fig. 1 und 2.
Bei der folgenden Beschreibung der monolithischen Struktur nach der Lehre der. Erfindung und ihrer Herstellung an Hand der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 und 2 wird die in der Halbleitertechnik übliche Terminologie benutzt. Unter Trägern'wird die für den Mechanismus der Elektrizitätsleitung verfügbare Anzahl der freien Elektronen oder Defektelektronen verstanden, welche den Stromtransport durch den Halbleiterkörper ermöglichen. Unter Majoritätsträger ist diejenige Trägersorte zu verstehen, die in der grösseren Menge vorliegt innerhalb des fraglichen Materials, d. h. Defektelektronen in p-leitendem und Elektronen in n-leitendem Material.
Mit Minoritätsladungsträgern seien diejenigen Träger bezeichnet, die in geringerer Anzahl im jeweils betrachteten Halbleiterkörper vorhanden sind, d. h. Defektelektronen im η-leitenden und Elektronen im p-leitenden Material. Bei den heute meist gebräuchlichen Halbleitermaterialien bzw. Transistor Strukturen geht die Trägerkonzentration meistens auf eine den jeweiligen Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierung zurück, d. h. auf den Zusatz einer definierten Menge einer geeigneten Verunreinigungssubstanz zu der aus ser st reinen Halbleiterausgangs substanz, welche im undotierten Zustand eine an sich verhältnismässig geringe spezifische Leitfähigkeit aufweist, die als Eigenleitfähigkeit bezeichnet wird.
Der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird zwar eine Halbleiterkonfiguration zugrunde gelegt, in der an ein p-leitendes Halbleiter stück
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als Substrat weitere Zonen entgegengesetzten Leitfhäigkeitstyps· angrenzen. Dem Fachmann dürfte jedoch ohne weiteres, klar sein, dass die jeweilige Zonenfolge auch umgekehrt werden kann, und dass fernerhin gewisse V erfahr en s schritte, welche als Diffusionsoperationen beschrieben werden, auch in Form von speziellen epitaktischen Aufdampf- und Züchtungsverfahren durchgeführt werden können»
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, geht der erste Verfahrens schritt aus von einem p-*leitenden Halbleiterplättchen, welches vorzugsweise einen spezifischen Widerstand in der Grössenordnung von 15 bis 20^» cm sowie eine Dicke von 1,7 bis 2, 4 · 10 mm aufweist. Dieses Substrat ist im Verfahrens schritt 1 mit 10 bezeichnet. Es besteht vorzugsweise aus monokristallinem Silizium, welches durch bekannte Verfahren, beispielsweise 4urch Ziehen aus der Schmelze, mit einer bestimmten Konzentration gewünschter Dotier stoffe gewonnen wird. Der kristalline Halbleiterbarren wird in eine Vielzahl von Halbleiterplättchen geschnitten. Derartige Substrate können auch als epitaktische Schichten auf weiteren, nicht besonders gezeigten Unterlagen gezüchtet werden. Epitaktische Schichten der genannten Art besitzen vorzugsweise eine Dicke in der Grössenordnung von b p.,
Anschliessend werden durch bekannte Verfahren, beispielsweise durch Diffusion, zwei Zonen 11 und 12 geringen Abstandes mit N Leitfähigkeit auf der Oberfläche des Substrates 10 hergestellt. Hierzu kann beispielsweise eine isolierende Abdeckung aus einem Oxyd, vorzugsweise aus Siliziumdioxyd mit einer Dicke von etwa 500 A E entweder durch thermische Züchtung oder durch ein pyrolithisch.es Nieder schlag sver« fahren auf die Oberfläche des Substrates 10 aufgebracht werden„ Als Alternative besteht die Möglichkeit, mittels eines mit Hochfrequenz durchgeführten, in der Halbleitertechnik gebräuchlichen Aufstäubungsverfahrens eine derartige Abdeckung durch eine Siliaiumdioxydschicht zu realisieren, Dann werden unter Benutzung eine:i Fotoresist- und
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- Ätzverfahrens Öffnungen entsprechend der Abmessung und der Lage der Zonen 11 und 12 innerhalb der Siligiumdioxydschicht eingebracht, Unter Benutzung einer Stör stellenquelle aus Arsen oder Antimon werden geeignete Störstellenkonzentrationen in die freigelegten Oberflächenbereiche eingebracht und so die Zonen 11 und 12 mit einem Flächenwiderstand von 3 bis 5 Λ / D erzeugt, Die Tiefe der Zonen 11 und 12 beträgt etwa 2 u. Nach Durchführung des Diffusioneschrittes wird die Oxydschicht von der Oberfläche in bekannter Weise entfernt, beispielsweise durch Ätzen mit einer gepufferten Fluorwasserstoffsäurelösung,
Im Verfahrensschritt 3 wird nunmehr eine epitaktische, n-leitende Schicht 13 auf dem Substrat erzeugt mit einer Majoritätsladungsträgerkonzentration unterhalb 5 · 10 cm und mit einem spezifischen Widerstand grosser als 3νΩ* · cm. Dies geschieht z. B, durch Eindotieren von Arsen unter Benutzung konventioneller Verfahren bei Temperaturen von 1000 bis 120000C. Die epitaktische Zone besitzt eine Dicke von etwa 2, 0 - 0, 1 u.
Im Verfahrens schritt 4 werden nunmehr die Zonen 14 und 15 mit niedrigem spezifischen Widerstand innerhalb der epitaktischen Schicht hergestellt, wozu eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, welche die Ausdiffusion aus den entsprechenden Zonen 11 und 12 bewirkt, Die Zonen 14 und 15 erstrecken sich etwa 1,5 ^i in die epitaktische Schicht hinein.
Nunmehr wird zwischen üe Zonen 14 und 15 ein isolierender Bereich mit niedrigem Widerstand eingefügt. Dies geschieht durch Einbringen einer P »Diffusion, wpbei hauptsächlich Bor als Störstellenquelle benutzt wird. Es ergeben sich so die Isolationszonen 18 und 19 wie sie in der Figur im VerfahrensBchritt 5 geneigt sind. Diese Zonen besitzen eine Ober*·
20 »3 flächenkc^i-A^ntration in der Grösaenordnung von 10 cm .■ Anschliessend wird in konventioneller Weiaa mittels Diffusion ttis :>l:j Basis wirkende P' ''ί.ύΐΐ mit niedrigem s^aifischah- Widerstand erzeugt, welche sich vo°n
ih»,:kot κι ioa oh Qü38;28/öa4d.
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der Oberfläche der epitaktischen Schicht 13 bis zur N -Zone 14 erstreckt und mit dieser den· Kollektor-Basisübergang bildet, wie dies in der Fig. unter Verfahr ens schritt 5 zu sehen ist. Die Basiszone 20 besitzt einen Flächenwiderstand von 30OiX/D .
Im Verfahrens schritt 6 werden die Kanäle 16 und 17 mit niedrigem spezifischem Widerstand innerhalb der epitaktischen Schicht 13 unter Benutzung konventioneller Diffusionsverfahren erzeugt. Hierbei kann Phosphor für die Bereitstellung der Majoriätsladungsträger benutzt werden. Diese Kanäle besitzen einen ziemlich niedrigen spezifischen Widerstand, ähnlich wie dies für die Zonen 14 und 15 der Fall ist. Sie stellen einen Pfad niedrigen spezifischen Widerstandes zwischen den Zonen 14 und 15 und der Oberfläche der epitaktischen Schicht dar. Wie weiterhin aus Schritt 7 der Fig. 1 zu ersehen ist, wird die Emitterzone 22 mittels eines konventionellen Diffusionsverfahrens eingebracht, vorzugsweise unter Benutzung von Phosphor z. B. in Form von Phosphoroxyehlorid als D otie rungs substanz. Der spezifische Flächenwiderstand des Emitters 22 liegt etwa bei 20ιΩί/Ο .
Anschliessend wird auf der Oberfläche der epitaktischen Schicht 13 die isolierende Schicht 23 erzeugt. Dies geschieht mittels bekannten, bereits im vorgehenden beschriebenen Verfahren. Die Schicht kann aus einem thermisch erzeugten Oxyd, beispielsweise aus Siliziumnitrid bestehen. Unter Benutzung einer konventionellen Fotoresistmethode und einer selektiven Ätztechnik werden die Durchbrüche 24 und 25 zur Freilegung von Teilbereichen der Oberfläche des Emitters 22 bzw. der Basis 20 sowie die Durchbrüche 26 und 27 als Zugang für den zum Kollektor 14 führenden Kanal 16 bzw. als Zugang für den zur Zone 15 niedrigen Widerstandes führenden Kanal 17 hergestellt.
Weiterhin wird die Aussparung 28 erstellt, welche Teilbereiche der Oberfläche der epitaktischen Schicht hohen Widerstandes 13 für die Einlegierung des Schottkykontaktes 28a zugänglich macht= Alle diese Durch« ■
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brüche werden in die isolierende Schicht 23 eingebracht, wie dies in der Fig. 1 verdeutlicht ist. Anschliessend wird eine dünne Schicht aus Platin mit einer Dicke von etwa 500 A E auf die gesamte Oberfläche der Struktur im Verfahrens schritt 8 aufgebracht. Das Platin kann durch irgend ein konventionelles Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufdampfen im Vakuum oder durch ein Kathodenzerstäubungsverfahren. Das Substrat wird dann in einer inerten Atmosphäre bei einer
Temperatur von etwa 550 C über eine Zeitdauer von etwa 20 Minuten gesintert. Die Sinterprozedur bewirkt eine Legierung des Platins innerhalb der Durchbrüche 24, 25, 26, 27 und 28 mit dem an diesen Stellen freigelegten Silizium, während der übrige Bereich des Platins unbeeinflusst bleibt. Dieses restliche unlegierte Platin wird durch geeignete Mittel, beispielsweise durch selektives Ätzen mit einem Ätzmittel (Königswasser) beseitigt, ohne dass hierbei die Verbindung zwischen Platin und Silizium innerhalb der freigelegten Bereiche beeinträchtigt würde, welche im wesentlichen aus Platinsilizid besteht. Diese Stellen sind in der Figur als Flächenbereiche 24a, 25a, 26a, 27a und 28a bezeichnet. Nunmehr wird eine Schicht aus Aluminium oder aus einem geeigneten anderen Metall, beispielsweise aus Molybdän über die gesamte Oberfläche der Struktur aufgedampft. Die aufgedampfte Schicht aus Molybdän besitzt eine Dicke von mehreren Tausend Ä E. Dann wird eine Schicht eines Fotoresists auf die Struktur aufgebracht, getrocknet, belichtet, entwickelt und fixiert. Die Molybdänzwischenverbindungen 29 sind mittels einer konventionellen subtraktiven Ätzmethode hergestellt» Ein bekanntes derartiges Verfahren benutzt eine warme Lösung, welche aus Phosphorsäure, Schwefelsäure und Wasser besteht. Das Fotoresistmaterial wird anschliessend entfernt. Die entstehende Struktur ist in Fig. 1 unter Schritt 10 gezeigt. Die Platinsilizidnieder schlage 24a, 25a, 26a und 27a haben sich als ausgezeichnete ohmsche Kontakte herausge stellt, die sich gut als Zuleitungen für die Emitter-3asis«· und Kollektor·· «one des Transistors 30 eignen. Der Bereich 28a bildet eine gute Schottkydiode in Verbindung mit dem.als Kathode wirkenden Teilbereich der
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epitaktisehen Schicht 13 niedrigen spezifischen Widerstandes; der Niederschlag 28a selbst stellt die Anode der Diode dar.
Das Schalt schema der so erstellten und nach Vollendung in Verfahr ens-• schritt 10 dargestellten Struktur ist in der Fig. 3 nochmals herausgezeichnet. Die Zwischenverbindung 32 verbindet die Basis 20 mit der Anod'e 28a der Schottkydiode 34, während die Zwischenverbindung 35 eine Verbindung zwischen der Kathode 36 der Schottkydiode 34 mit dem Kollektor 14 des Transistors 30 herstellt.
In der entsprechenden monolithischen Struktur, wie sie im vorstehenden beschrieben wurde,,., ,„bewirkt eine Spannung der Grössenordnung + 0, 4 V bezüglich der Kathode.,36 an der Anode 28a, dass die Schottkydiode 34 in Durchlassrichtung durchgeschaltet wird. Andererseits ist beim Transistor eine positive Spannung von wenigstens + 0, 7 V an der Basis 20 bezüglich des Kollektors 14 erforderlich, um die Basis-Kollektorstrecke in Durchlassrichtung zu schalten. Man sieht daher, dass der Basis-Kollektor über gang 21 niemals in Flussrichtung innerhalb des in Fig. 3 gezeigten Schalt Schemas vorgespannt werden kann. Sobald die Spannung an der Basis 20 bezüglich des Kollektors 14 einen Wert von 0, 4 V erreicht, wird die Schottkydiode 34 leitend werden, so dass sich ein Nebenschluss zwischen Kollektor und Basis ergibt, wodurch jedes weitere Anwachsen* def; Spannung an der Basis 20 verhindert wird. Da infolgedessen der genannte Transistorübergang niemels in Flussrichtung durchgeschaltet werden kann, wird der Transistor niemals in den gesättigten. Zustand gelangen'können, wodurch- insgesamt eine schnellere Schaltgeschwindigkeit für den Transistor 30 sicher gestellt wird.
Die Metallisation, welche einen Teil· der Schottkydiode darstellt, braucht nicht gleichzeitig mit der "Niederschlagung der ohmschen Kontakte in ..die Durchbrüche 24, 25, 26, und 27 hergestellt zu werden, Beispielsweise. besteht die Möglichkeit, die Struktur der integrierten Schaltungen in ... ·.
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etwäs abgeänderter Weise dadurch herzustellen, dass lediglich die . Durchbrüche 24, 25, 26 und 27 während des Verfahrens Schrittes 8 ... hergestellt werden und dass daran anschliessend die ohmschen Kontakte aus Platinsilizid innerhalb dieser Durchbrüche in gleicher Weise hergestellt werden, wie dies oben beschrieben wurde. Dann kann bei dem alternativen Vorgehen der purchbruch 28 hergestellt werden, wonach die Schicht aus Molybdän auf die gesarate Oberfläche in der oben beschriebenen Weise, aufgedampft wird. .
Nunmehr werden die Zwischenverbindungen aus Molybdän durch eine subtraktive Ätzmdhode hergestellt, wie es ebenfalls oben beschrieben wurde. In diesem alternativen Prozess bildet die Molybdänschicht zusätzlich zu ihrer Funktion als Metallisierung für die Zwischenverbindungen die Anode 28a, der Sohottkydiode. Diese besitzt im, letzteren Falle eine grössere Spannungsschwelle (in der: Grössenordnung von 0,6 V im Vergleich zu der an erster Stelle beschriebenen Diode),
Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung kann in alternativer Weise auch durch ein anderes Ausführungsbeispiel realisiert werden, bei welchem , die Verbindung zwischen der Kathode der Schottky-diode und dem Kollektor des Transistors mehr innerhalb der> Halbleiter struktur gebildet wird als dies bei der Verbindung über eine an der Oberfläche des Halbleiterkörpers liegenden Metallisierung der Fall ist. Entsprechend der Fig. 2 wird zu diesem Zweck eine N -Zone 37 niedrigen Widerstandes in der Grössenordnung von 15 bis 20^* cm. und einer Dicke von 2, 5 . 10 mm gebildet. Die Zone 37 entspricht bezüglich des, Widerstandswertes, der Störstelienverteilung und der DickenerStreckung den im vorstehenden beschriebenen Zonen 11 und 12. Faktisch entspricht die Struktur des Verfahrens Schrittes 2 der Fig. 1 in jeder Hinsicht, ausge-i nommen, daäs hier eine einzelne Zone niedrigen Widerstandes anstelle eines Paares von Zonen mit einem bestimmten. Abstand benutzt wird. . ÄhäcHlle3iäönd wird eine epitaktische, n-leitend:e Schicht 39 gebildet, . ■j* ^lche identiach ist mit der im vorstehenden beschriebenen epitaktiichen
Duvkai FJ: IU 014 009829/0841 · :■
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Schicht 13'; 'deren Herstellung im Verfahrens schritt 2 erläutert ist. Im Verfahrens schritt" 3-wird die Zone 37 ausdiffundiert, um die epitaktische Zone 40 in einer Art zu erzeugen, welche identisch ist mit der Ausdiffusion der im Vorstehenden beschriebenen Zonen 11 und 12. Die entsprechenden Z oiien sind nunmehr mit 14 und 15 bezeichnet, Wie aus dem Verfahrens schritt 4 hervorgeht, wird innerhalb der epitaktischen Schicht in der gleichen Weise wie zuvor der Kanal 41 mit niedrigem spezifischen Widerstand hergestellt. Dieser entspricht bezüglich seiner Struktur und seiner Zusammensetzung den im vorstehenden beschriebenen Kanälen niedrigen Widerstandes 16 und 17. Die Basisdiffusion 42, welche identisch ist mit der im vorstehenden beschriebenen Basisdiffusion 20 wird in derselben Weise durchgeführt, wie dies im Verfahrens schritt 5 der Fig. erläutert ist. Wie als nächstes innerhalb des Verfahrensschrittes 6 gezeigt ist, wird die Emitterzone 43 durch ein konventionelles Diffusionsverfahren vorzugsweise unter Benutzung einer Phosphor quelle, beispielsweise in Form von Phosphoroxy«<chlorid erzeugt. Der spezifische Widerstand des Emitters 43 liegt etwa bei 1SL · crru . -<—
Anschliessend werden innerhalb der Durchbrüche oder Vertiefungen 44, und 46. innerhalb der isolierenden Schicht 48 die ohmschen Kontakte 44a, 45a und 46a sowie der Kontakt 47a der Schottkydiode hergestellt, wie dies im Verfahrens schritt 7 gezeigt ist. Der Kontakt 47a liegt innerhalb des Durchbruchs 47 der isolierenden Schicht. Diese Kontakte können entsprechend einer der beiden Alternativen hergestellt werden, die in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden. Schliess- lich kann bei der Herstellung der Metallisierung für die Zwischenverbindungen lediglich die Verbindung 49 zwischen Basißkontakt 46a und Kontakt 47a der Schottkydiode hergestellt werden. Es besteht nämlich keine Notwendigkeit» eine über die MetalHsietungsebenejvejplaufende Verbindung zwischen der Kathode der Schottkydiode und dem Kollektor 40 des Tran sistors vorzunehmen, da sich der Kollektor 40 in die Anodenzone der "!'■■■'■* -
$-■'.'. Schottkydiode 50 hinein erstreckt. Man kann daher, wie aus Verfahrens-
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schritt 8 zu ersehen ist, die monolithische Struktur so auslegen, dass
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der Kollektor des NPN -Transistors und die vergrabene Zone der Schottkydiode identisch sind. Obwohl in der vor stehenden Beschreibung Platinsilizid als bevorzugtes Material für die Realisierung der ohm sehen Kontakte und eines Kontaktes der Schottkydiode benutzt wurde, sollte darauf hingewiesen werden, dass auch andere Metalle, die in bekannter Weise zur Realisierung ohmscher Kontakte brauchbar sind, zur Herstellung der ohmschen Kontakte in den vorstehend beschriebenen Strukturen gewählt werden können und dass gleicherweise andere brauchbare Metalle für die Ausführung der Kontakte der Schottkydioden benutzt werden können.. Beispielsweise sind die Metalle Platin, Palladium, Chrom, Molybdän und Nickel als brauchbar für die Herstellung von Kontakten für Schottkydioden bekannt. Bei der Auslegung und Herstellung von integrierten Schaltungen mit speziellen Parametern kann es wünschenswert erscheinen, bei der Herstellung der Schottkykontakte Temperaturen zu vermeiden, welche einen Sintereffekt bzw. eine chemische Verbindung zwischen dem niedergeschlagenen Kontaktmetall und dem Substrat verursachen könnten. Unter derartigen Umständen können die Durchbrüche oder Vertiefungen innerhalb der isolierenden Schicht für die Schottkykontakte auch durch subtraktive Hochfrequenzzerstäubungs verfahr en erzeugt werden, die sich bei niedriger Temperatur durchführen lassen, wobei anschliessend das Metall für die Schottkykontakte ebenfalls durch einen temperaturmässig günstigen Hochfrequenzaufstäubungsvorgang in die erstellten Aussparungen eingebracht wird.
Es sei bemerkt, daß für den Fall, dass der Schottkykontakt aus einer Metallegierung und einem epitaktischen Halbleitermaterial, wie Platinsilizid, gebildet wird, die Grenzfläche zwischen der Legierung und der epitaktischen Schicht ein wenig niedriger liegt als dies für den restlichen Teil der Oberfläche dieser epitaktischen Schicht der Fall ist. In einem solchen Falle sollte der im vorstehenden erwähnte Abstand zwischen Schottky———übergang und der vergrabenen Zone niedrigen
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Widerständes eher von dem wirklichen Übergang als von der Oberfläche der epitaktischen Schicht aus gemessen werden.
Wie bereits im vorstehenden erwähnt, sollte der gleichrichtende Kontakt der Schottky-diode einen Abstand von der vergrabenen Zone niedrigen Widerstandes besitzen, der geringer ist als 0, 5 μ. Um günstigste Resultate zu erzielen, sollte die epitaktische Schicht eine Dickenerstreckung von 2 u besitzen, in welchem Falle die vergrabene Zone niedrigen spezifischen Widerstandes über eine Strecke von 1, 5 μ in die epitaktische Schicht eindiffundiert sein sollte. Andererseits kann jedoch
die Struktur der vorliegenden Erfindung auch in Verbindung mit epitaktischen Schichten der Dicke von der Grössenordnung 0, 8 μ benutzt werden. In diesem Falle sollte die vergrabene Zone niedrigen Widerstandes über eine Strecke von 0, 3 u in die epitaktische Schicht eindiffundiert sein.
Docket FI 968 014 0 0 9 8 2 9/0849

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    J1 Monolithische Schaltung mit eingegliederten Schalttransistoren und stark nichtlineare Widerstandscharakteristiken aufweisenden Schottkydioden, die zur Vermeidung der Sättigung der Schalttransistoren im Nebenschluss zu deren Kollektor-Basisstrecke angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden der Schottkydioden aus einer chemischen Verbindung des für die Metallisierungsebene benutzten Metalles mit dem Halbleitermaterial einer von der Metalli sie rung sebene durch eine isolierende Schicht getrennten schwach dotierten epitaktischen Schicht, die Kathoden aus einem grösseren Teilbereich dieser epitaktischen Schicht bestehen und dass unterhalb eines jeden Schottkykontaktes eine stark dotierte vergrabene Zone angeordnet ist.
  2. 2. Monolithische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleitermaterial Silizium, als Metall für das Leitungsmuster Platin und als Material für die isolierende Schicht (23) Siliziumdioxyd gewählt wird, derart, dass die Anode (28a) der Schottkydiode aus Platinsilizid besteht und dass die Dicke der epitaktischen Schicht (13) etwa 2, 5 μ, die Dotierung etwa 5 · 10 cm sowie der Abstand der vergrabenen, stärker dotierten Zone (15) von dfijm,iS<ahattkyiüue(r,gang 0, 5 μ beträgt.
  3. 3. Monolithische Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor des Transistors und die vergrabene Zone der Schottkydiode zwei räumlich getrennten Bereichen aus gleichem und gleichstark dotiertem Halbleitermaterial (14) und (15) entsprechen,
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    die voneinander durch die Isolationsdiffusion (18) isoliert sind und dass die zur Parallelschaltung der Schottky-diode zur Kollektor-Basisstrecke des Transistors erforderlichen Verbindungen über die Leitungsführungen (32) und (35) geführt sind, wobei die Querverbindungen zum Kollektor (14) und zur vergrabenen Zone (15) durch die epitaktische Schicht (13) mit relativ niedriger Leitfähigkeit durch die kanalartigen Bereiche (16) und (17) aus noch dotiei'tem Halbleitermaterial realisiert sind.
  4. 4. Monolithische Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektorzone des Transistors und die vergrabene Zone der Schottkydiode aus einer gemeinsamen Zone hochdotierten Halbleitermaterials bestellen.
  5. 5. Monolithische Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für das Leitungsmuster unf für den Schottkykontakt anstelle von. Platin die Metalle Palladium, Chrom, Molybdän oder Nickel verwendet sind.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung einer monolithischen Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Halbleitertechnik an sich "bekannte Verfahrens schritte benutzt werden und deren Reihenfolge so gewählt -wird; dass zur Eingliederung- der- Schottky dioden keine zusätzlichen Verfahrensschritte erforderlich sind.
    Docket Fl 968 014 nnQR?Q/nfllO
    0098 23/0849 ßAp ORIGINAL
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