DE1943302C3 - Integrierte, sich selbst isolierende Transistoranordnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine integrierte, sich selbst isolierende Transistoranordnung, bestehend aus einer Emitter-, einer Basis- und einer Kollektor-Zonenanordnung, die in einer niedrig dotierten Halbleiterschicht eines bestimmten Leitungstyps angeordnet sind, wobei die Kollektor-Zonenanordnung aus einem die Basis-Zonenanordnung und die in dieser gelegene Emitter-Zonenanordnung umgebenden Teil der niedrig dotierten Halbleiterschicht und einer hochdotierten Subkollektorschicht desselben Leitungstyps besteht, von welcher sich durch die niedrig dotierte Halbleiterschicht hindurch hoch dotierte Kollektoranschlußzonen desselben Leitungstyps an die Oberfläche der Anordnung erstrecken.

Die zunehmende Komplexität der Computer und anderer elektronischer Systeme und der gleichzeitig vorhandene Zug zur Miniaturisierung verlangen den Einsatz von Schaltungsanordnungen, die bei voller Funktionstüchtigkeit nur einen minimalen Raumbedarf aufweisen. Zur Lösung dieses Problems ist die integrierte Schaltungstechnik eingeführt worden, bei der durch Anwendung der Diffusionstechnik und anderer bekannter Verfahren in einem einzigen Halbleiterkristall eine Mehrzahl von Schaltungen herstellbar sind. Mit Hilfe dieser Technik erhält man integrierte Schaltungseinheiten einfachen Aufbaus und relativ geringer Größe. Diese Einheiten lassen sich zu größeren Systemen vereinigen und können bei Bedarf aus dem System entnommen werden.

Schaltungen, die in einem einzigen Kristall untergebracht werden, mOssen voneinander elektrisch isoliert werden. Gegenwärtig bekannte integrierte Schaltungen haben im Hinblick auf die ständig steigenden Anforderungen an die Miniaturisierung eine Reihe von Nachteilen, die ihre Ursache in den zur Isolierung der einzelnen Schaltungen auf einem gemeinsamen HaIbleiterplättchen angewendeten Maßnahmen haben. In vielen Fällen wird die elektrische Isolation dadurch erzielt, daß die zu isolierende Schaltung von einem in Sperrichtung vorgespannten PN-Übergang umgeben wird Bei dieser Methode treten jedoch an den seitlichen Wänden der Isolation störende Kapazitäten auf und es wird die Packungsdichte dadurch vermindert, daß innerhalb einer integrierten Schaltung gegebener Abmessungen nur weniger isolierte Teilschaltungen untergebracht werden können. Konventionelle Isolationsmethoden sind insbesondere dann hinsichtlich des Raumbedarfs außerordentlich aufwendig, wenn Schaltungen erstellt werden müssen, die eine Mehrzahl geeignet verbundener Schaltungselemente enthalten. Beispielsweise enthält ein logischer Stromschalter vier verschiedene Transistoren, die einen gemeinsamen Emitter aufweisen. Dieser gemeinsame Emitter könnte durch eine einzelne Diffusion hergestellt werden, wenn nicht die Forderung bestünde, daß die Basen der einzelnen Transistoren voneinander zu isolieren sind und daß der Kollektor des einen Transistors von den Kollektoren der restlichen drei Transistoren zu isolieren ist Aufgrund dieser Forderung muß ein derartiger Stromschalter in Form von vier getrennten Transistoren hergestellt werden, wobei jeder der Transistoren eine separate Emitter-, Basis- und Kollektor-Zone aufweist und einer der Transistoren innerhalb einer Isolationswanne angeordnet ist, die ihn von den restlichen drei isoliert

Es ist bereits eine integrierte Transistoranordnung bekannt, bestehend aus einer Emitter-, einer Basis- und einer Kollektor-Zonenanordnung, die in einer niedrig dotierten Halbleiterschicht eines bestimmten Leitungstyps angeordnet sind, wobei die KoHektor-Zonenanordnung aus einem die Basis-Zonenanordnung und die in dieser gelegene Emitter-Zonenanordnung umgebenden Teil der niedrig dotierten Halbleiterschicht und einer hochdotierten Subkollektorschicht desselben Leitungstyps besteht, von welcher sich durch die niedrig dotierte Halbleiterschicht hindurch hoch dotierte Kollektoranschlußzonen desselben Leitungstyps an die Oberfläche der Anordnung erstrecken, vergleiche Bell Laboratories Record, Band 46, Heft 5 (Mai 1968) S. 166-167.

Die Kollektoranschlußzonen in Verbindung mit der Subkollektorschicht bewirken zwar, daß die Struktur sich selbst isoliert, die Struktur umfaßt aber lediglich die Funktion eines einzelnen Transistors. Eine Lehre, wie innerhalb einer derartigen Struktur eine mehrfache Transistorfunktion erzielt werden könnte, ist nicht offenbart

Ausgehend von dieser bekannten Transistoranordnung ist auch bereits eine entsprechende Struktur vorgeschlagen worden, bei der die Basiszone vollkommen auf der Subkollektorschicht aufsitzt, vergleiche die DE-OS 19 37 853. Auch hier wird lediglich ein einzelner

Transistor verwirklicht. Die Ausbildung einer Mehrfach-Transistorstruktur, innerhalb der keine gesonderten Isolationsmaßnahmen erforderlich sind, ist nicht angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine integrierte, sich selbst isolierende, mehrere Transistoren enthaltende Schaltungsanordnung anzugeben, die nur einen minimalen Platzbedarf aufweist und die sich in relativ wenigen Verfahrensschritten verwirklichen läßt

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Subkollektorschicht die Basis-Zonenanordnung berührt und in mehrere Subkollektoren unterteilt ist, die sich von einem zwischen der Basjs-Zonenanordnung und einem Teil der niedrig dotierten Halbleiterschicht gebildeten Basis-Kollektor-Obergangsgebiet innerhalb der niedrig dotierten Halbleiterschicht nach außen erstrecken und von denen jeder mit einer gesonderten Kollektoranschlußzone versehen ist.

Vorteilhaft ist es, wenn die niedrig dotierte Halb- _M leiterschicht aus einer auf einem Substrat angeordneten Epitaxieschicht besteht

Weitere Vorteile ergeben sich daraus, daß die Basis-Zonenanordnung aus einem unterhalb der Emitter-Zonenanordnung gelegenen, zentralen Bereich und aus mehreren, zwischen Emitter-Zonenanordnung und Subkollektoren nach außen verlaufenden, sich bis an die Oberfläche der Anordnung erstreckenden, äußeren Bereichen besteht, die infolge ihrer räumlichen Trennung jeweils einen Transistor definieren.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt:

F i g. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße integrierte Transistoranordnung,

F i g. 2 eine Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Transistoranordnung gemäß F i g. 1,

F i g. 3 eine vereinfachte Darstellung der Stromverteilung unter verschiedenen Bedingungen in einer Emitter-Zonenanordnung der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß F i g. 1 und

F i g. 4 ein Schaltbild eines logischen Stromschalters, gebildet aus der Anordnung gemäß F i g. 1.

Die Erfindung wird anhand eines speziellen Aufbaus eines logischen Stromschalters erläutert, dessen Aufbau sich aus den F i g. 1 und 2 und dessen Schaltung sich aus F i g. 4 ergibt Die Anordnung der F i g. 1 und 2 zeigen eine Teilschaltung 12 einer monolithischen, integrierten Gesamtschaltung 10 bildende Transistoranordnung. Diese Teilschaltung 12 ist im betrachteten Ausführungsbeispiel ein logischer Stromschalter. Die Teilschaltung 12 enthält eine Basis-Zonenanordnung 16, eine Kollektor-Zonenanordnung und eine Emitter-Zonenanordnung 14, die einen Emitter-Basis-Übergang 20 und Kollektor-Basis-Übergänge 22 bilden. Ein aus einem relativ niedrig, im betrachteten Beispiel P-dotierten Halbleitermaterial bestehendes Substrat 24 erstreckt sich über die gesamte integrierte Schaltung 10.

Die Kollektorzone 18 enthält mehrere, relativ hoch dotierte Zonen 26, 28, 30 und 32, die hochleitende Kollektorstrompfade bilden und eine relativ niedrig dotierte Kollektorzone 34, die die hochdotierten Kollektorstrompfade 26, 28,30 und 32 und ebenso die Emitter-Zonenanordnung 14 und die Basis-Zonenan-Ordnung 16 umgeben, ßsim betrachteten Stromschalter sind zwei Strompfade vorgesehen. Diese bestehen aus den relativ hoch N-dotierteu Subkollektoren 26 und 28, die sich in die Basis-Zonenanordiigng 16 erstrecken und einen Teil des Kollektor-Basis-Überganges 22 bilden, und aus relativ hoch N-dotierten Kollektor-Anschlußzonen 30 und 32, die sich von der Oberfläche 36 der niedrig dotierten Kollektorzone 34 bis zu den jeweils zugeordneten Subkollektoren 26 und 28 erstrecken. An der Oberflache 36 sind an den Kollektoranschlußzonen 30 und 32 ohmsche Kollektoranschlüsse 38 und 40 angebracht, über die die äußeren Verbindungen des Stromschalters herstellbar sind. Die niedrig dotierte Zone 34, die unter anderem als Kollektorzone verwendet wird, besteht aus N-dotiertem epitaktisch auf dem Substrat 24 aufgewachsenem Halbleitermaterial und erstreckt sich Ober die gesamte integrierte Schaltung 10.

Die niedrig dotierte Kollektorzone 34 isoliert die Kollektor-Strompfade voneinander und isoliert außerdem die Emitter- und Basis-Zonenanordnungen 14 und 16 und die Kollektor-Strompfade von weiteren, nicht dargestellten Teilschaltungen, die sich in der integrierten Schaltung 10 befinden können. DerXollektorstrom fließt zwangsläufig in den hoch dotierten Labkollektoren 26 und 28 und in den Kollektor-Anschlußzonen 30 und 32. Die Leckströme durch die niedrig dotierte Zone 34 sind vernachlässigbar.

Die nie(Vig dotierte, epitaktische Zone 34 verhindert Probleme, die bei konventionellen Isolationstechniken, also beispielsweise bei Verwendung von in Sperr-Richtung betriebenen PN-Übergängen, von den bei auftretenden Kapazitäten herrühren. Durch Vermeidung hinsichtlich des Platzbedarfes aufwendiger Isolationen, wie beispielsweise in Sperr-Richtung betriebener PN-Übergänge, bringt den Vorteil mit sich, daß außerdem die Packungsdichte erhöht wird und somit eine größere Anzahl von Elementen oder Schaltungen in einer monolithischen Anordnung gegebener Abmessungen untergebracht werden kann. In der in F i g. 1 und 2 gezeigten Anordnung erstreckt sich die Epitaxiezone 34 über die gesamte integrierte Schaltung 10 und biidet Teile der Kollektor-Zonenancrdnungen des Stromschalters 12 sowie anderer Teilschaltungen der Gesamtschaltung. Der Abstand der dem Stromschalter 12 benachbarten Teilschaltungen ist teilweise von der Höhe der Dotierung der Epitaxieschicht 34 und der resultierenden Leckströme abhängig.

Die Verwendung der niedrig dotierten Zone 34 in Verbindung mit den hoch leitenden Kollektorstrompfaden hat zur Folge, daß die damit aufgebauten Schaltungen selbst nur wenig Platz beanspruchen. Dies gilt inbesondere für Schaltungen wie den betrachteten Stromschalter 12, der aus mehreren Elementen mit einer oder mehreren gemeinsamen Zwischenverbindungen besteht

Der betrachtete Stromschalter 12 enthält vier emittergekoppelte Transistoren mit einer relativ hoch N-dotierten gemeinsamen Emitter-Zonenanordr.ung 14. Die Basen der Transistoren bestehen aus einer einzigen, relativ niedrig P-dotierten Basis-Zonenanordnung 16, die einen zentralen, relativ dünnen, unmittelbar unterhalb der Emitter-Zonenanordnung gelegenen und an die Subkollektoren 26,28 angrenzenden Bereich 46 und vier sich symmetrisch nach außen und sich bis zur Oberfläche der Anordnung erstreckende Bereiche 48, 50, 52 und 54 aufweist Auf der Emitter-Zonenanordnung 14 ist ein ohmsche'· Emitterkontakt 56 angeordnet. Die vier äußeren Bereiche 48, 50, 52 und 54 der Basis-Zonenanordnung 16 sind mit ohmscheri Basiskontakten 58,60,62 und 64 versehen, leder der vier äußeren

Bereiche 48, 50, 52 und 54 definiert mit dem zentralen Bereich 46 die Basiszone eines der vier Transistoren des Stromschalters 12. Die Herstellung der Emitterzonen- und Basiszonen-Anordnung 14, 16 kann in bewährter Technik, beispielsweise durch Anwendung von Diffusionen, erfolgen.

Einer der Transistoren 66 des Stromschalters 12 arbeitet als Bezugstransistor und setzt sich aus der gemeinsamen Emitter-Zonenanordnung 14 mit Emitterkontakt 56, dem äußeren Basisbereich 54 mit zugeord- netem Bastskontakt 64 und aus dem Subkollektor 28 mit Kollektoranschlußzone 32 und zugeordnetem Kollektorkontakt 40 zusammen. Die restlichen drei Transistoren 68, 70 und 72 stellen Eingangstransistoren des Stromschalters 12 dar und weisen zusammen mit Transistor 66 die gemeinsame Emitter-Zonenanordnung 14 auf. Die Basen der Transistoren werden aus dem äußeren Basisbereich 48 mit Basiskontakt 58, dem Stromverteilung in der Emitter-Zonenanordnung 14, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist. In dieser Darstellung ist die Emitterbreite entsprechend der Schnittlinie 2—2 der F i g. 1 aufgetragen. Die Kurve 74 der F i g. 3 zeigt eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung des Emitterstromes zwischen den äußeren Basistwreichen 54 und 50 und den zugeordneten Subkollektoren 28 und 26, wenn die Spannungen an den entsprechenden Basiskontakten 64 und 60 nahezu gleich groß sind. Liegt am Basiskontakt 64 eine positivere Spannung als am Basiskontakt 60, ergibt sich eine Stromverdrängung zu der Kante des Emitters, die dem Bnsiskontakt 64 und dem zugeordneten äußeren Basisbereich 54 am nächsten liegt, was aus der Kurve 76 in Fig.3 zu ersehen ist. In diesem Falle leitet der Bezugstransistor 66 während der Eingangstransistor 7Qi gesperrt ist. Liegt im umgekehrten Fall am Basiskontaki: 60 eine positivere Spannung als am Basiskontakt 64, so leitet Eingang-

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ov uiiu aus

dem äußeren Basisbereich 52 mit zugeordnetem Basiskontakt 62 gebildet. Der dünne zentrale Basisbereich 46 ist sämtlichen vier Transistoren 66, 68, 70 und 72 gemeinsam und bildet einen Teil der Basis jedes dieser vier Transistoren. Mit Ausnahme des Bezugstransistors 66 weisen die Eingangstransistoren 68,70 und 72 einen gemeinsamen Kollektor auf, der aus dem Subkollektor 26, der Kollektoranschlußzone 30 und aus dem zugeordneten Kollektorkontakt 38 besteht. Die Eingangstransistoren 68, 70 und 72 weisen somit hochleitende gemeinsame Kollektorstromwege auf, während der Bezugstransistor 66 einen getrennten Kollektor-Stromweg besitzt

Im Betrieb fließt der Strom der hochdotierten, gemeinsamen Emitterzonenanordnung 14 in Abhängigkeit von den an die verschiedenen Basiskontakte 58,60, 62 und 64 angelegten Spannungen durch den relativ dünnen, zentralen Bereich 46 der Basiszonenanordnung 16 in den einen oder den anderen Kollektorstrom. Die Basiskontakte 58, 60, 62 und 64 und ihre zugeordneten äußeren Bereiche 48, 50, 52 und 54 sind durch den schwach dotierten, dünnen, zentralen Bereich 46 widerstandsmäßig voneinander isoliert, so daß an die verschiedenen Basiskontakte ohne gegenseitige Beeinflussung unterschiedliche Spannungen angelegt werden können. Die Bedingungen für eine Vergrößerung der Stromzusammendrängung in dem dünnen, zentralen Basisbereich sind niedrige Stromverstärkung des gemeinsamen Emitters, geringe Basisweise Wa große Emitterbreite We und große Stromdichte E, die gleich dem Strom geteilt durch die Emitterfläche ist Im betrachteten Beispiel ist das Basismaterial niedrig dotiert so daß sie einen relativ hohen Widerstand aufweist Die verwendeten Transistoren weisen eine geringe Stromverstärkung auf. Wie aus Fig.2 zu ersehen ist ist die Basisweite W& die der Dicke der Basis-Zonenanordnung 16 zwischen der Emitter-Zonenanordnung 14 und den Subkollektoren 26 und 28 entspricht relativ klein und wird im wesentlichen von der Dicke des relativ dünnen, zentralen Basisbereiches 46 bestimmt Die Emitterbreite Ws die sich im wesentlichen aus der horizontalen Ausdehnung der Emitter-Zonenanordnung 14 ergibt, ist im Vergleich zur Basisweite W_Bgroß. Die Stromdichte £ ist infolge hoher Betriebsströme bei gegebener Emitterfläche relativ hoch.

Unter diesen Bedingungen ergibt sich für verschiedene Spannungswerte an den Basiskontakten 64 und 60 der Transistoren 66 und 70 beispielsweise eine erfolgt eine Emitter-Stromverdrätigung zu der Kante des Emitters, die dem Basiskontakt 60 und dem zugeordneten äußeren Basisbereich 50 am nächsten liegt. Dieser Zustand ist aus Kurve 78 in F i g. 3 zu ersehen. Die Stromverteilung längs der Emitter-Zonenanordnung 14 hängen ebenso von den relativer Spannungen an den Basiskontakten 58 und 62 dei Eingangstransistoren 68 und 72 ab, wobei eine Stromve 'drängung zu einer oder zu beiden Kanten des Emitters der Transistoren und damit ein entsprechende! Leitendwerden dieser Transistoren erfolgen kann.

Ist somit die Spannung am Basiskontakt 64 positivei als die Spannung an jedem der Basiskontakte 58,60 unc 62, so leitet der Bezugstransistor 66 und zieht der gesamten Emitterstrom über seinen zugeordneter Kollektorstromweg. Die Eingangstransistoren 68, 7( und 72 ziehen in diesem Falle keinen Strom. Liegt jedoch an einem oder mehreren der Basiskontakte 58 60 und 62 eine positivere Spannung als am Basiskontaki 64, so ziehen die zugeordneten Eingangstransistoren irr wesentlichen den gesamten Emitterstrom über der zugeordneten Kollektorstromweg. Der Bezugs transistor 66 bleibt in diesem Falle gesperrt

Die Arbeitsweise des Stromschalters, wie er in der F i g. 1 und 2 dargestellt ist, läßt sich am besten aus den entsprechenden Schaltbild der Fig.4 ersehen, da[ zusätzlich zwei als Emitterfolgen geschaltete Transisto ren 80 und 82 enthält Am Basiskontakt 64 de: Bezugstransistors 66 liegt eine konstante Bezugsspan nung, die positiver als die Spannung an den Basiskontak ten 58,60 und 62 der Eingangstransistoren 68,70 und 7Ά ist, solange diesen keine Eingangssignale zugt:ühr werden. Der Strom fließt von einem positiven Anschlul 84 einer Stromversorgungsquelle über einen Wider stand 86 und den Bezugstransistor 66 zum negative! Anschluß 88 der Stromversorgungsquelle. Der zugeord nete, als Emitterfolge geschaltete Transistor 80 ist ii diesem Falle gesperrt und die daraus resultierend« niedrige Spannung am EmitteranschhiS 90 zeigt eine ODER-Verknüpfung an. Die Eingangstransistoren 68 70 und 72 sind gesperrt, der zugeordnete, al: Emitterfolge geschaltete Transistor 82 ist leitend um die daraus resultierende hohe Spannung am Emitteran schluB 92 gibt das Fehlen einer NOR-Verknüpfung an.

Liegt an einem oder mehreren der Eingangstransisto ren 68, 70 und 72 ein Eingangssignal, das positiver al: das am Bezugstransistor liegende Bezugssignal ist, s< wird der entsprechende Transistor leitend und zieh einen entsprechenden Strom über einen Widerstand 94

Der zugeordnete Transistor 82 wird gesperrt und die an seinem Emitteranschluß 92 auftretende niedrige Spannung zeigt das Auftreten einer NOR-VerknUpfung an. Gleichzeitig ist der Bezugstransistor 66 gesperrt, so daß der zugeordnete Transistor 80 leitend ist und an seinem Emitteranschluß 90 ein Signal liefert, das das Fehlen einer ODER-Verknüpfung anzeigt.

Der Kollektor des Bezugstransistors 66 ist von den Kollektoren der Eingangstransistoren 68, 70 und 72 durch den zwischen den Subkollektoren 26 und 28 liegenden Teil der Epitaxieschicht 34 isoliert. Der Isolationswiderstand ist in der Schaltung gemäß F i g. 4 durch den Widerstand % dargestellt und liegt in der Größenordnung von lOkOhm oder darüber. Die zwischen den verschiedenen Basisanschlüssen in der Schaltung gemäß Fig.4 liegenden Widerstände 98 haben ihre Ursache in dem niedrig dotierten, dünnen zentralen Basisbereich 46 und haben einen Wert von etwa5kOhm.

Die als Emitterfolger geschalteten Transistoren 80 und 82 und die Widerstände 86 und 94 lassen sich als Teil des Stromschalters 12 herstellen. Eine derartige Anordnung erreicht man durch getrennte Kombinationen von Subkollektoren, Basis-Zonenanordnungen und Emitter-Zonenanordnungen, die bei der Herstellung des Stromschalters 12 in der Epitaxieschicht 34 gebildet werden. Die Subkollektoren erstrecken sich jeweils bis zu einer Kollektor-Anschlußzone, deren zugeordneter Kollektorkontakt mit dem positiven Anschluß 84 der Stror Versorgungsquelle verbunden wird. Die Teile der Epitaxieschicht 34 und der Subkollektoren, die sich zwischen den Basiszonen und der einzigen Kollektor-Anschlußzone erstrecken, definieren die Widerstände 86 und 94. Diese Widerstände haben Werte in der Größenordnung von 100 bis 200 Ohm. Jede Emitterzone trägt einen Emitterkontakt. Die Emitterkontakte bilden die Ausgänge 90 und 92 des Stromschalters. Die Kollektorkontakte 38 und 40 der in den Fig. 1 und 2 erstrecken sich über die Basiszonen der Transistoren 80 und 82 und bilden somit gleichzeitig deren Basiskontakte.

Eine Epitaxieschicht 34 mit einer Dicke von etwa 1,5 μιπ oder weniger und einem Spezifischen Widerstand von 5 Ohm ■ cm oder größer ergibt eine ausreichende Widerstandsisolation des Stromschalters 12 und der darin enthaltenen Kollektorstromwege. Die Kollektorstromwege bestehen aus Subkollektoren mit einem Schichtwiderstand in der Größenordnung von 15 Ohm je Flächeneinheit oder weniger und Kollektoranschlußzonen mit einem spezifischen Widerstand von 0,01 Ohm · cm oder weniger. Eine Basis-Zonenanordnung 16 mit einem Schichtwiderstand in der Größenordnung von 1000 Ohm je Flächeneinheit oder größer und einem Schichtwiderstand direkt unterhalb des Emitters in der Größenordnung von 25 kOhm je Flächeneinheit oder größer gewährleistet eine gute Widerstandsisolation der äußeren Basisbereiche 48,50, 52 und 54.

Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Anordnung stellt ein geeignetes, vereinfachtes Beispiel eines Stromschalters dar. Die Gesamtgröße und die kapazitiven Effekte dieser Anordnung lassen sich jedoch reduzieren, wenn

to für die drei Eingangstransistoren 68, 70 und 72 drei individuelle Kollektor-Anschlußzonen mit zugeordneten Kollektorkontakten verwendet werden. Außerdem können für die drei Eingangstransistoren 68, 70 und 72 voneinander unabhängige Kollektor-Stromwege vorgesehen werden, indem der Subkollektor 26 durch getrennte Subkollektoren ersetzt wird, die sich zu jeweils zugeordneten Kollektoranschlußzonen erstrekken. In einer Hprartjgen Anordnung liefern die zwischen den einzelnen Subkollektoren und zugeordneten KoI-lektor-Anschlußzonen liegenden Teile der Epitaxieschicht 34 die erforderliche Isolation der einzelnen Kollektor-Stromwege gegeneinander.

Die durch die Erfindung gewährleistete Verminderung der Größe integrierter Schaltungen ergibt sich insbesondere aus einem Vergleich des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 1 und 2 mit einem konventionell aufgebauten integrierten Stromschalter. Bei konventionellem Aufbau müssen die einzelnen Teile innerhalb der integrierten Schaltung durch zusätzliche Mittel, beispielsweise durch einen zusätzlichen, in Sperrichtung vorgespannten PN-Übergang voneinander isoliert werden. Der innerhalb einer derartigen Isolation liegende Stromschalter muß in drei einzelne Isolationsgebiete unterteilt werden, von denen eines den Bezugstransistor 66, ein zweites die Eingangstransistoren 58, 60 und 62 und ein drittes die die beiden Emitterfolgen bildenden Transistoren 80 und 82 enthält. Die Gesamtgröße des erfindungsgemäß aufgebauten Stromschalters läßt sich dagegen zunächst durch Vermeidung der zusätzlich ihn umgebenden Isolationsmittel verringern. Außerdem sind bei einem erfindungsgemäßen Aufbau des Stromschalters die drei zusätzlichen Isolationsbereiche innerhalb des Stromschalters unter Umständen überflüssig. Die niedrig dotierte Epitaxieschicht 34 und der Stromverteilungseffekt gewährleisten die erforderliche Isolation zwischen den einzelnen Kollektorstromwegen. Der relativ dünne zentrale Basisbereich 46 der Basiszonenanordnung 16 liefert die erforderliche Isolation zwischen den äußeren Basisbereichen 48, 50, 52 und 54. Auf diese Weise läßt sich der Flächenbedarf für beispielsweise den beschriebenen Stromschalter um etwa den Faktor 6 reduzieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Integrierte, sich selbst isolierende Transistoranordnung, bestehend aus einer Emitter-, einer Basis- und einer Kollektor-Zonenanordnung, die in einer niedrig dotierten Halbleiterschicht eines bestimmten Leitungstyps angeordnet sind, wobei die Kollektor-Zonenanordnung aus einem die Basis-Zonenanordnung und die in dieser gelegene Emitter-Zonenan- Ordnung umgebenden Teil der niedrig dotierten Halbleiterschicht und einer hochdotierten Subkollektorschicht desselben Leitungstyps besteht, von welcher sich durch die niedrig dotierte Halbleiterschicht hindurch hoch dotierte Kollektoranschluß- zonen desselben Leitungstyps an die Oberfläche der Anordnung erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Subkollektorschicht die Basis-Zonenanordnung (16) berührt und in mehrere Subkollektoren (26, 28) unterteilt ist, die sich von einem zwischen der Basis-Zonenanordnung und einem Teil der niedrig dotierten Halbleiterschicht (34) gebildeten Basis-KoUektor-Obergangsgebiet innerhalb der niedrig dotierten Halbleiterschicht (34) nach außen erstrecken und von denen jeder mit einer gesonderten Kollektoranschlußzone (30, 32) versehen ist

2. Integrierte Transistoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrig dotierte Halbleiterschicht aus einer auf einem Substrat (24) angeordneten Epitaxieschicht (34) besteht

3. Integrierte Transistoranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Zonenanordnung (16) aus eine^i unterhalb der Emitter-Zonenanordnung (14) gelegenen, zentralen Bereich (46) und aus mehreren, zwischen Emitter-Zonenanordnung (14) und Subkollektoren (26, 28) nach außen verlaufenden, sich bis an die Oberfläche der Anordnung erstreckenden, äußeren Bereichen (48, 50, 52 und 54) besteht, die infolge ihrer räumlichen Trennung jeweils einen Transistor definieren.