DE2128934B2 - Semiconductor device and method for its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and method for its manufacture

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DE2128934B2 DE19712128934 DE2128934A DE2128934B2 DE 2128934 B2 DE2128934 B2 DE 2128934B2 DE 19712128934 DE19712128934 DE 19712128934 DE 2128934 A DE2128934 A DE 2128934A DE 2128934 B2 DE2128934 B2 DE 2128934B2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a semiconductor arrangement according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft weiter eine Verfahren zur Herstellung einer derartigen Halbleiteranordnung.The invention further relates to a method for producing such a semiconductor arrangement.

Eine Halbleiteranordnung der genannten Art ist aus der FR-PS 15 52 459 bekanntA semiconductor device of the type mentioned is known from FR-PS 15 52 459

Weitere Halbleiteranordnungen mit zwei oder mehreren gegeneinander isolierten Transistoren sind z. B. aus »Philips Technische Rundschau« 27 (1966) 5/6, 142—149 bekannt. Die darin beschriebenen integrierten Schaltungen enthalten mehrere isolierte NPN-Transistoren, die vom transversalen oder vertikalen Typ sind, das heißt, daß — von der Halbleiteroberfläche her gesehen — die Emitter-, die Basis- und die Kollektorzone untereinander liegen. Die N-Ieitenden Kollektoren dieser Transistoren werden durch Teile einer epitaktischen Schicht gebildet, die auf einem P-leitenden Substrat angebracht ist. Die gegenseitige Isolierung der Transistoren ist dadurch erhalten, daß die N-Ieitende epitaktische Schicht mit einem System diffundierter P-Ieitender Isolierzonen, die zusammen ein Gitter bilden und sich von der Halbleiteroberfläche bis in dasFurther semiconductor arrangements with two or more transistors isolated from one another are z. B. from "Philips Technische Rundschau" 27 (1966) 5/6, 142-149 known. The integrated Circuits contain several isolated NPN transistors, which are of the transverse or vertical type, this means that - viewed from the semiconductor surface - the emitter, base and collector zones lie one below the other. The N-conducting collectors These transistors are formed by parts of an epitaxial layer that is on top of a P-type Substrate is attached. The mutual isolation of the transistors is obtained by the fact that the N-conductive end epitaxial layer with a system of diffused P-conductive insulating zones, which together form a lattice form and develop from the semiconductor surface to the Substratgebiet erstrecken, in eine Anzahl gesonderter N-leitender Teile oder Inseln aufgeteilt ist Bei dieser Bauart wercjen im Halbleiterkörper, von einem zu dem anderen Transistor gehend, zwei PN-Übergänge passiert, die eine gegensinnige Reihenschaltung zweier Dioden bilden, wodurch die gegenseitige elektrische Isolierung der Transistoren wenigstens für Spannungen, die die Durchschlagspannung der erwähnten Dioden unterschreiten, gesichert istSubstrate area extend into a number of separate N-conducting parts or islands is divided into this Construction works in the semiconductor body, from one to the other going to the other transistor, two PN junctions happened, which are two opposing series connections Form diodes, whereby the mutual electrical isolation of the transistors at least for voltages, which fall below the breakdown voltage of the diodes mentioned is secured

ίο Bei diesen bekannten integrierten Schaltungen wird ein wesentlicher Teil der verfügbaren Halbleiteroberfläche von den tiefen und somit auch breiten Isolierzonen beansprucht, wodurch die Größe der für die Schaltungselemente selber zur Verfügung stehenden Halbleiter-ίο With these known integrated circuits a substantial part of the available semiconductor surface from the deep and thus also wide isolation zones claimed, whereby the size of the semiconductor elements available for the circuit elements themselves oberfläche, und zwar die Gesamtoberfläche der isolierten Inseln, beschränkt istsurface, namely the total surface of the isolated islands, is limited

In »Electronics« (International Edition) 41 (1968)22, Seiten 6E und 8E ist ein Transistor zur Anwendung in integrierten Schaltungen beschrieben, der viel wenigerIn "Electronics" (International Edition) 41 (1968) 22, Pages 6E and 8E describe a transistor for use in integrated circuits that is much less Raum in Anspruch nimmt Bei diesem selbstisolierenden Transistor dient die Kollektorzone., ^ie schalenförmig gestaltet ist und die Basiszone voifg umschließt, zugleich als Isolierung. Dabei wird die Basiszone durch einen von der Kollektorzone umgebenen Teil derTakes up space In this self-isolating transistor, the collector zone serves., ^ Ie shell-shaped is designed and completely encloses the base zone, at the same time as insulation. The base zone is thereby through a part of the surrounded by the collector zone epitaktischen Schicht gebildet, welche Schicht in diesem Falle d<-n gleichen Leitfähigkeiistyp wie das Substrat aufweist In dieser epitäktischen Basiszone ist eine diffundierte Emitterzone angebracht Auch bei dieser Struktur ist die gegenseitige elektrische Isolierung derepitaxial layer formed which layer in this Case d <-n same conductivity type as the substrate A diffused emitter zone is provided in this epitaxial base zone. This is also the case Structure is the mutual electrical insulation of the Schaltungselemente gesichert weil — von einem Transistor zu dem anderen gehend — mindestens zwei PN-Übergänge passiert werden.Circuit elements secured because - by one Transistor going to the other - at least two PN junctions are passed.

Bei der zuletzt beschriebenen Transistorstruktur ist die Dicke der Basiszone unterhalb des Emitters u. a. vonThe transistor structure described last is the thickness of the base zone below the emitter, among other things. from der Dicke der angewachsenen epitaktischen Schicht abhängig. Da die Bastsdicke elektrische Eigenschaften eines Transistors, wie den Stromverstärkungsfaktor, in erheblichem Maße beeinflußt, muß die epitaktische Schicht sorgfältig und mit einer über die ganzethe thickness of the grown epitaxial layer addicted. Since the thickness of the bast has electrical properties of a transistor, such as the current gain factor, in Affected to a considerable extent, the epitaxial layer must be carefully and with one over the whole Halbleiterscheibe gleichmäßigen Dicke angebracht werden.Semiconductor wafer of uniform thickness are attached.

Ferner kann es in verschiedenen Schaltungen, insbesondere in logischen Schaltungen, vorkommen, daß beim Betrieb der Basis-Kollektor-übergang wenigFurthermore, it can occur in various circuits, especially in logic circuits, that in operation the base-collector transition is little stens zeitweilig in der Vorwärtsrichtung wirksam wird. Dies kann bei den beiden beschriebenen Transistorstrukturen eine unerwünschte Transistorwirkung veranlassen, weil in den beiden Strukturen der PN-Übergang zwischen der Kollektorzone und dem Substrat wegenat least temporarily takes effect in the forward direction. This can cause an undesirable transistor effect in the two transistor structures described, because the PN junction in both structures between the collector zone and the substrate because of der erforderlichen Isolierung in der Sperrichtung vorgespannt ist, wodurch das Substrat als Kollektor für die aus der Basiszone in die Kollektorzone injizierten Ladungsträger wirken kann. Auf diese Weise können große L sckströme zu dem Substrat fließen.the required isolation in the reverse direction is biased, whereby the substrate as a collector for injected from the base zone into the collector zone Charge carriers can act. In this way, large leak currents can flow to the substrate.

Weiter ist bei den beiden beschriebenen Arten integrierter Schalungen ein wesentlicher Teil der verfügbaren Oberfläche des Halbleiterkörpers für die elektrische Verbindung zwischen den unterschiedlichen Schaltungselementen benötigt Die Verbesserung derNext is an essential part of the two types of integrated formwork described available surface of the semiconductor body for the electrical connection between the different The improvement of the circuit elements needed Herstellungstechn'iKen bringt eine Zunahme der Anzahl Schaltungselemente pro integrierte Schaltung mit sich und vergrößert somit die Komplexität der Schaltung, was zur Folge hat, daß die Metallisierung, mit deren Hilfe die elektrischen Verbindungen zwischen denManufacturing techniques bring an increase in number Circuit elements per integrated circuit and thus increases the complexity of the circuit, As a result, the metallization, with the help of which the electrical connections between the Elementen hergestellt werden, einen sich stets vergrößernden Teil der Oberfläche in Anspruch nimmt.Elements are produced, a constantly increasing part of the surface takes up.

Zur Vereinfachung des benötigten Verdrahtungsmusters und zur Verkleinerung der für jedes Schaltungsele-To simplify the wiring pattern required and to reduce the size of each circuit element

ment benötigten Halbleiteroberfläche wurde bereits vorgeschlagen, z. B. Transistoren, deren Kollektoren in der Schaltung das gleiche Potential führen, in demselben isolierten Teil oder in derselben isolierten Insel des Halbleiterkörpers anzubringen, so daß diese Transistoren tatsächlich eine gemeinsame Kollektorzone aufweisen. In vielen Fällen und insbesondere bei logischen Schaltungen, die meistens aus einer Anzahl gleicher Torschaltungen aufgebaut sind, ist dabei ein Kompromiß unvermeidlich, bei dem die betreffenden Transistoren über eine Anzahl isolierter Inseln, die je eine gemeinsame Kollektorzone bilden, verteilt werden müssen, wobei im allgemeinen jede Torschaltung eine solche Insel aufweist, weil sonst lange Leiterbahnen für die Verbindungen mit den übrigen isolierten Schaltungselementen erforderlich sind. Da sich kreuzende Verbindungen vermieden werden, nimmt die Komplexi-ment required semiconductor surface has already been proposed, for. B. transistors whose collectors carry the same potential in the circuit to be attached in the same isolated part or in the same isolated island of the semiconductor body, so that these transistors actually have a common collector zone. In many cases, and especially in the case of logic circuits, which are usually built up from a number of the same gate circuits, a compromise is inevitable, in which the transistors in question must be distributed over a number of isolated islands that each form a common collector zone, in general each gate circuit has such an island, because otherwise long conductor tracks are required for the connections with the other isolated circuit elements. Since crossing connections are avoided, the complexity

JStC" MTiü äseJStC "MTiü äse

tjrclSe der 'JatjrclSe of 'Yes

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benötigten Oberfläche im letzteren Falle zu.
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required surface in the latter case.

Aus »IBM Techn. Disci. Bull.« 11 (1969) 11, 1439 ist es bekannt, eine epitaktische Schicht durch Trennzonen in Inseln aufzuteilen und die Basiszone eines in einer solchen Insel angeordneten Transistors über eine besondere Diffusionszone mit einer die Insel umgebenden Trennzone zu verbinden.From "IBM Techn. Disci. Bull. «11 (1969) 11, 1439 it is known to divide an epitaxial layer by separation zones in islands and the base zone one in one Such an island arranged transistor via a special diffusion zone with a surrounding the island To connect separation zone.

Aus der FR-PS 14 25 149 ist es bekannt, bei der Herstellung von Einzeltransistoren neben einzelnen Transistoren gleichzeitig Teststrukturen zur Kontrolle des Herstellungsverfahrens in einem Halbleiterkörper zu erzeugen, bei dem das Substrat einen niedrigeren spezifischen Widerstand als die darauf aufgebrachte epitaktische Schicht des gleichen Leitungstyps aufweist.From FR-PS 14 25 149 it is known in the production of individual transistors in addition to individual Transistors at the same time test structures to control the manufacturing process in a semiconductor body in which the substrate has a lower resistivity than that applied to it having epitaxial layer of the same conductivity type.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Halbleiteranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszugestalten, daß sich eine Transistorstruktur ergibt, die selbstisolierend ist und bei der die oben erwähnte Abhängigkeit der Dicke der Basiszone von der Dicke der epitaktischen Schicht weitgehend vermieden wird, und daß gegen einander isolierte Transistoren realisierbar sind, bei denen die Gefahr einer parasitären Transistorwirkung wesentlich verringert isLThe invention is based on the object of the semiconductor arrangement according to the preamble of the claim 1 to design so that there is a transistor structure that is self-isolating and in which the Above-mentioned dependence of the thickness of the base zone on the thickness of the epitaxial layer largely is avoided, and that mutually insulated transistors can be realized, in which the danger a parasitic transistor effect is significantly reduced isL

Der Erfindung liegt u. '.. die Erkenntnis zugrunde, daß dies dadurch erzielt werden kann, daß statt der Kollektorzone die Basiszone des Transistors zugleich als Isolierzone benutzt wird.The invention is based u. '.. the knowledge that this can be achieved in that instead of the collector zone, the base zone of the transistor at the same time is used as an isolation zone.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The stated object is achieved according to the invention by what is stated in the characterizing part of claim 1 Features solved.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further developments of the invention emerge from the subclaims.

Der erste Transistor kann ein Feldeffekttransistor sein, wobei die erste Zone z. B. ringförmig gestaltet ist und eine erste Gateelektrode bildet, wobei dann die dritte Zone als zweite Gateelektrode dient Auch kann die erste Zone eine Zone sein, die den zwischenliegenden Teil der zweiten Zone örtlich überlappt, wodurch eine Verbindung zwischen der ersten und der dritten Zone erhalten wird un diese beiden Zonen zusammen die Gateelektrode bilden. In beiden Fällen enthält die zweite Zone die Source- und die Drainzone und das zwischenliegende Kanalgebiet.The first transistor can be a field effect transistor, the first zone z. B. is designed ring-shaped and forms a first gate electrode, in which case the third zone then also serves as a second gate electrode the first zone may be a zone which locally overlaps the intermediate part of the second zone, whereby a connection between the first and third zones is obtained and these two zones together form the gate electrode. In both cases, the second zone contains the source and drain zones and the intermediate canal area.

Vorzugsweise ist der zweite Transistor ein transversaler bipolarer Transistor, wobei die erste Zone dieses Transistors im Halbleiterkörper vöiiig von der zweiten Zone umgeben ist Dabei bildet die zweite Zone die Basiszone des Transistors. Vorzugsweise wird von der ersten und der dritten Zone die kleinere als Emitter undPreferably, the second transistor is a transverse bipolar transistor, the first zone being this The transistor in the semiconductor body is completely surrounded by the second zone Base zone of the transistor. Preferably, the smaller of the first and the third zone is used as the emitter and

die größere als Kollektor benutzt. In diesem Faile ist die erste Zone die Emitterzone und die dritte Zone die Kollektorzone des bipolaren Transistors.the larger one used as a collector. In this case it is the first zone is the emitter zone and the third zone is the collector zone of the bipolar transistor.

lnsbesonders ist der erste Transiistor ein transversaler bipolarer Transistor, wobei die erste Zone im Halbleiterkörper vom zwischenliegenden Teil der zweiten Zone umgeben ist Auch bei dieser Struktur bilden die erste und die dritte Zone vorzugsweise die Emitter- bzw. Kollektorzone des Transsistors.lnsbesonders is the first Transiistor a transverse bipolar transistor, wherein the first zone is surrounded in the semiconductor body from the intermediate portion of the second zone Also in this structure, the first and the third zone, preferably, the emitter or collector region of the Transsistors.

Bei einer derartigen Halbleiteranordnung grenzt die Kollektorzone des ersten Transistors an keiner einzigen Stelle an die dritte Zone des zweiten Transistors, welche Zone für den ersten Transistor als Substrat dient. Ladungsträger, die aus der Basiszone in der Kollektorzone injiziert werden, können dadurch nicht mehr als Leckströme zu dem Substrat abfließen. Andererseits wird aber im Vergleich zu dem beschriebenen hpltanntpn seihst isolierenden Transistor ein etwas größerer Raum in Anspruch genommen. Im Vergleich zu den beschriebenen nicht-selbslisolierenden Transistoren wird jedoch eine beträchtliche Raumersparung erzielt, hauptsächlich dadurch, daß keine gesonderten Isolierzonen, die ja infolge der wegen der Orientierung der unterschiedlichen Diffusionsmasken zu berücksichtigenden Toleranzen in relativ großer Entfernung von dieser Basiszone liegen müssen, benötigt werden.In such a semiconductor arrangement, the collector zone of the first transistor does not adjoin a single one Place at the third zone of the second transistor, which zone serves as a substrate for the first transistor. Charge carriers that are injected from the base zone into the collector zone can therefore not be more than Leakage currents flow off to the substrate. On the other hand, however, compared to the one described hpltanntpn be a somewhat isolating transistor larger space required. Compared to the described non-self-isolating transistors however, a considerable saving of space is achieved, mainly because no separate Isolation zones, which are due to the fact that due to the orientation of the different diffusion masks to be taken into account Tolerances must be located at a relatively large distance from this base zone.

Es wrde bereits bemerkt, daß bei den beschriebenen bekannten integrierten Schaltungen für die gegenseitige Isolierung der Schaltungselemente zwei PN-Übergänge verwendet werden, die eine gegensinnige Reihenschaltung bilden. Bei der Halbleiteranordnung nach der Erfindung ist zwischen dem ersten und dem zweiten Transistor nur ein einziger isolierender PN-Übergang vorhanden, der beim Betrieb in der Sperrichtung vorgespannt ist.It has already been noted that in the case of the known integrated circuits for the mutual isolation of the circuit elements two PN junctions can be used, which form an opposing series circuit. In the semiconductor device according to Invention is only a single isolating PN junction between the first and the second transistor present, which is biased in the reverse direction during operation.

Das Substrat des Halbleiterkörpers kann als Anschluß, z. B. als Speiseanschluß, der Anordnung verwendet werden, wodurch in vielen Fällen das Metallisierungsmuster vereinfacht wird. Die Transistoren mit einem gemeinsamen Kollekioranschluß brauchen nicht zusammen in einer Insel oder in einigen Inseln untergebracht zu werden, sondern sie sind, weil das Substrat nun die gemeinsame Kollektorzone bildet, weniger ortsgebunden. Sie können, ohne daß dazu eine größere Oberfläche benötigt wird, derart angeordnet werden, daß integrierte Schaltungen mit einer einfachen Topologie mit Hilfe eines Metallsierungsmusters aus verhältnismäßig kurzen Leiterbahnen erhalten werden können. Beim Entwerfen des »Layout« kann meistens von der Metallisierung ausgegangen werden. We-n das Metallisierungsmuster einmal entworfen worden ist. können gemäb diesem Muster die Schaltungselemente angeordnet werden. Dies im Gegensatz zu dem bisher üblichen Entwurfsverfahren bei dem zunächst die Lage der Schaltungselemente bestimmt und dann ein dieser Lage angepaßtes Metallisierungsmuster entworfen wird.The substrate of the semiconductor body can be used as a connection, for. B. as a feed connection, the arrangement is used thereby simplifying the metallization pattern in many cases. The transistors with do not need a common collector connection together in one island or in several islands to be accommodated, but they are, because the substrate now forms the common collector zone, less location-bound. They can be arranged in this way without requiring a larger surface that integrated circuits with a simple topology with the help of a metallization pattern relatively short conductor tracks can be obtained. When designing the »layout« you can usually can be assumed from the metallization. Once the metallization pattern has been designed. the circuit elements can be arranged according to this pattern. This is in contrast to the previous one usual design process in which first the position of the circuit elements is determined and then one of these Layer adapted metallization pattern is designed.

Weiter ist es namentlich bei Anwendung in einer logischen Schaltung u. a. vorteilhaft, daß der Basis- KoI-lektor-Übergang aus zwei Teilen besteht Der erste Teil dieses Übergangs befindet sich zwischen dem zwischeniiegenden Teil der Basiszone und der Kollektorzone. Dieser Teil trägt insbesondere zu der Transistorwirkung der Struktur bei und sammelt im Betriebszustand die von der Emitterzone in die Basiszone injizierte Ladungsträger. Der zweite Teil erstreckt sich zwischen dem schalenförmigen isolierenden Gebiet der Basiszone und der Kollektorzone. Dieser zweite Teil bildet eineIt is also particularly useful when used in a logic circuit, among others. advantageous that the base KoI lector transition consists of two parts The first part of this transition is between the intermediate one Part of the base zone and the collector zone. This part especially contributes to the transistor effect the structure and collects in the operating state the injected from the emitter zone into the base zone Charge carrier. The second part extends between the bowl-shaped insulating area of the base zone and the collector zone. This second part forms one

Diode, die zu dem ersten Teil, der den eigentlichen Basis-Kollektor-Übergang des Transistors bildet, parallel geschaltet ist und die verhindert, daß der Transistor weitgehend gesättigt wird, wodurch die Schaltgeschwindigkeit vergrößert wird. Dieser Transistor bleibt aber wegen der verhältnismäßig großen Länge des PN-Übe"gangs zwischen der zweiten und der dritten Zone, wodurch die Basis-Kollektor-Kapazität verhältnismäßig groß sein kann, für Anwendungen, bei denen an die Schaltgeschwindigkeit besonders strenge Anforderungen gestellt werden, weniger geeignet.Diode parallel to the first part, which forms the actual base-collector junction of the transistor is switched and which prevents the transistor from being largely saturated, thereby reducing the switching speed is enlarged. This transistor remains because of the relatively large length of the PN transfer between the second and the third zone, whereby the base-collector capacitance is proportionate can be large for applications in which the switching speed is subject to particularly strict requirements are less suitable.

Weiter ist die Dicke der Basiszone unterhalb der Emitterzone gleich dem Unterschied in der Eindringtiefe zweier Oberflächenzonen und von der Dicke einer etwaigen epitaktischen Schicht unabhängig.Furthermore, the thickness of the base zone below the emitter zone is equal to the difference in the penetration depth two surface zones and independent of the thickness of any epitaxial layer.

Die dritte Zone des zweiten Transistors kann z. B. eine epitaktische Schicht sein, die auf einem Substrat vom entgegengesetzten Leitungstyp angebracht ist. Bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 5 ist auf einem Substrat vom ersten Leitungstyp eine epitaktische Schicht vom gleichen Leitungstyp angebracht.The third zone of the second transistor can, for. B. be an epitaxial layer on a substrate of the opposite conduction type is attached. In the development according to claim 5 is on one Substrate of the first conductivity type applied an epitaxial layer of the same conductivity type.

Der spezifische Widerstand der epitaktischen Schicht kann auf übliche Weise an rlie den Kollektorzonen zu stellenden Anforderungen angepaßt werden, während vorteilhaft ein niederohmiges Substrat verwendet werden kann, dessen spezifischer Widerstand niedriger als der der epitaktischen Schicht ist. Der Halbleiterkörper kann dann auf einfache Weise auf der Substratseite kontaktiert werden, damit er an ein geeignetes Poiential angelert werden kann.The specific resistance of the epitaxial layer can be applied to the collector zones in the usual way requirements are adjusted, while advantageously a low-resistance substrate is used whose specific resistance is lower than that of the epitaxial layer. The semiconductor body can then be contacted in a simple manner on the substrate side so that it can be connected to a suitable potential can be angled.

Die erwähnte epitaktische Schicht kann eine zusammengesetzte Schicht sein, die aus zwei oder mehreren epitaktischen Schichten vom ersten Leitungstyp mit dem gleichen oder mit einem verschiedenen spezifischen Widerstand aufgebaut ist.The aforementioned epitaxial layer may be a composite layer consisting of two or more epitaxial layers of the first conductivity type with the same or with a different specific Resistance is built up.

Die vorliegende Erfindung ist von besonderer Bedeutung für integrierte Schaltungen, die neben den bereits erwähnten Transistoren noch andere isolierte Schaltungselemente, wie Dioden, weitere Transistoren, Transistoren vom komplementären Typ, Feldeffekttransistoren, Kapazitäten und/oder Widerstände, enthalten.The present invention is of particular importance for integrated circuits which, in addition to the already mentioned transistors and other isolated circuit elements, such as diodes, further transistors, Complementary type transistors, field effect transistors, capacitors and / or resistors included.

Das schalenförmige isolierende Gebiet des weiteren Schaltungselements kann nur als Isolierung dienen oder einen Teil des Schaltungselements selber bilden und z. B. die Basiszone eines zweiten ähnlichen Transistors, eine der Zonen einer Diode oder die Kollektorzone eines komplementären Transistors bilden.The shell-shaped insulating region of the further circuit element can only serve as insulation or form part of the circuit element itself and z. B. the base zone of a second similar transistor, a of the zones of a diode or the collector zone of a complementary transistor.

Bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 8 können ohne Metallisierung auf einfache Weise elektrische Verbindungen hergestellt werden, wobei sich außerdem eine beträchtliche Raumersparung ergibtIn the further development according to claim 8, without metallization, electrical Connections are made, which also results in a considerable saving of space

Weiter kann das schalenförmige isolierende Gebiet der zweiten Zone für die Kontaktierung der zweiten Zone benutzt werden, was ebenfalls zu einer Raumersparung führt.Furthermore, the shell-shaped insulating area of the second zone can be used for contacting the second Zone can be used, which also saves space.

Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 11 wird erreicht, daß die Dicke des zwischenliegenden Teiles unterhalb der ersten Zone und an dem an die Oberfläche grenzenden Rand des zwischenliegenden Teiles praktisch gleich ist wodurch die elektrischen Eigenschaften des Transistors günstig beeinflußt werden können, während ferner der zwischenliegende Teil der zweiten Zone und die erste Zone durch dasselbe Fenster angebracht werden können, so daß der beanspruchte Raum kleiner ist und be; der Herstellung die Bearbeitungen zum Anbringen eines Photolackmusters und, wenn die Dotierung des zwischenliegenden Teiles in einem nichtoxydierenden Milieu stattfindet auch eine Ätzbehandlung fortgelassen werden können.The development according to claim 11 ensures that the thickness of the intermediate part below the first zone and at the edge of the intermediate part bordering the surface is practically the same, whereby the electrical properties of the transistor can be favorably influenced, while the intermediate part of the second zone and first zone can be attached through the same window, so that the occupied space is smaller and be ; During manufacture, the processes for applying a photoresist pattern and, if the intermediate part is doped in a non-oxidizing environment, an etching treatment can also be omitted.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung der beschriebenen neuen Halbleiteranordnung. The invention also relates to a method for producing the novel semiconductor device described.

*> Die Aktivatoren können z. B. durch Diffusion oder durch Einbau von Ionen durch lonenbeschuß angebracht werden. Im letzteren Falle können die Aktivatoren im ersten Oberflächengebiet angebracht werden, nachdem die epitaktische Schicht angewachsen ist. Bei in Anwendung von lonenbeschuß kann die epitaktische Schicht sogar völlig weggelassen und kann von einem homogen dotierten Kristall ausgegangen werden. Vorzugsweise wird aber wohl eine epitaktische Schicht verwendet. Das Substrat kann dann niederohmig gewählt werden, wodurch der elektrische Anschluß des Substrats vereinfacht wird. *> The activators can e.g. B. be attached by diffusion or by incorporation of ions by ion bombardment. In the latter case, the activators can be applied in the first surface area after the epitaxial layer has grown. When using ion bombardment, the epitaxial layer can even be completely omitted and a homogeneously doped crystal can be assumed. Preferably, however, an epitaxial layer is used. The substrate can then be selected to have a low resistance, as a result of which the electrical connection of the substrate is simplified.

Die Weiterbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 15 hat den Vorteil, daß die Konzentration der Aktivatoren vom zweiten Leitungstyp im ersten ν Oberflächengebiet weniger hoch gewählt zu werden braucht, um an der betreffenden Stelle eine Zone vom zweiten Leitungstyp zu erhalten. Für den übrigen Teil des Substrats kann dann ohne weiteres der niedrigere spezifische Widerstand angewandt werden.
Vorteilhaft kann die Weiterbildung gemäß Anspruch 17 angewendet werden. Dabei können bei Diffusion in einem nicht-oxydierenden Milieu die beiden öffnungen identisch sein. Wenn während der Diffusion des zwischenliegenden Teiles der zweiten Zone wohl μ Oxydation auftritt, kann, auch wenn die ursprüngliche Maskierungsschicht aus Oxyd besteht, zur Bildung des zweiten Fensters, das erste Fenster einfach ohne Anwendung einer Ätzmaske durch Ätzen wieder geöffnet werden. Dadurch wird die Herstellung vereinfacht, während außerdem eine attraktive Struktur erhalten wird, bei der die Dicke des zwischenliegenden Teiles unterhalb der ersten Zone und längs des an der Oberfläche liegenden Randes praktisch gleich ist.
The further development of the method according to claim 15 has the advantage that the concentration of the activators of the second conductivity type in the first ν surface area needs to be selected to be less high in order to obtain a zone of the second conductivity type at the relevant point. The lower specific resistance can then easily be used for the remaining part of the substrate.
The development according to claim 17 can advantageously be used. In the case of diffusion in a non-oxidizing medium, the two openings can be identical. If during the diffusion of the intermediate part of the second zone μ oxidation occurs, the first window can simply be reopened by etching without using an etching mask to form the second window, even if the original masking layer consists of oxide. This simplifies manufacture while also obtaining an attractive structure in which the thickness of the intermediate part below the first zone and along the surface edge is practically the same.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtSome embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be discussed below described in more detail. It shows

F i g. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen Teil einer ersten Ausführungsform der Halbleiteranordnung,F i g. 1 schematically shows a plan view of part of a first embodiment of the semiconductor arrangement,

F i g. 2 schematisch einen Querschnitt längs der Linie «5 U-IIderFig. 1,F i g. 2 schematically shows a cross section along the line «5 U-II of FIG. 1,

F i g. 3 ein einfaches elektrisches Ersatzschaltbild des selbstisolierenden Transistors nach Fig. 1,F i g. 3 a simple electrical equivalent circuit diagram of the self-isolating transistor according to FIG. 1,

F i g. 4 schematisch eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines selbstisolierenden Transistors, der in der Anordnung nach den F i g. 1 und 2 angewandt wird.F i g. 4 schematically shows a plan view of another embodiment of a self-isolating transistor; in the arrangement according to FIGS. 1 and 2 is applied.

Fig.5 und 6 schematische Querschnitte längs der Linien V-V bzw. VI-VI der F i g. 4,Fig.5 and 6 are schematic cross-sections along the Lines V-V and VI-VI of FIG. 4,

Fig.7 schematisch einen Querschnitt durch einen Teil einer Weiterbildung einer Halbleiteranordnung nach F ig. 1,7 schematically shows a cross section through a Part of a further development of a semiconductor arrangement according to FIG. 1,

F i g. 8 ein Schaltbild, das einem Teil der Ausführungsform nach F i g. 7 entspricht, F i g. 8 is a circuit diagram corresponding to part of the embodiment of FIG. 7 corresponds,

F i g. 9 ein Schaltbild einer Torschaltung,
Fig. 10 schematisch eine Draufsicht auf diese Torschaltung, die als eine integrierte Schaltung ausgeführt ist
F i g. 9 a circuit diagram of a gate circuit,
10 schematically shows a plan view of this gate circuit, which is designed as an integrated circuit

Fig. 11, 12 und 13 schematische Querschnitte längs der Linien XI-XI, XII-XII bzw. XIH-XIII der Fig. 10, und11, 12 and 13 are schematic cross-sections along their length the lines XI-XI, XII-XII and XIH-XIII of FIG. 10, and

Fig. 14 ein Schaltbild mit einem selbstisolierenden Transistor.14 is a circuit diagram showing a self-isolating transistor.

Eine erste Ausführungsform ist eine integrierteA first embodiment is an integrated one

Schaltung, von der ein Teil in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist. Diese Halbleiteranordnung enthält einen Halbleiterkörper 1, in dem sich die Halbleiterzonen wenigstens eines ersten Transitors Ti und eines zweiten Transistors T2 erstrecken, die mit Hilfe einer Isolierung 2 gegeneinander Isoliert sind. Der Halbleiterkörper 1 hat eine praktisch ebene Oberfläche 3 und die Transistoren Ti und T2 wieisen je mindestens eine Gruppe von drei aufeinander folgenden an die Oberfläche 3 grenzenden Halbleiterzonen abwechselnden Leitungstyps, und zwar die Zonen 4, 5 und 6 bzw. 7, 8 und 9. Von den beiden Gruppen von drei Zonen erstreckt sich die zweite Zone 5 bzw. 8 — von der Oberfläche her gesehen — bis unterhalb der ersten Zone 4 bzw. 7 und die dritte Zone 6 bzw. 9 bis unterhalb der zweiten Zone 5 bzw. 8. Ferner haben entsprechende Zonen der beiden Gruppen, also die Zonen 4 und 7, 5 und 8 bzw. 6 und 9 den gleichen Leitungstyp.Circuit, part of which is shown in FIGS. 1 and 2 is shown. This semiconductor arrangement contains a semiconductor body 1 in which the semiconductor zones of at least one first transistor Ti and one second transistor T 2 extend, which are insulated from one another with the aid of an insulation 2. The semiconductor body 1 has a practically flat surface 3 and the transistors Ti and T 2 each have at least one group of three successive semiconductor zones of alternating conductivity type adjoining the surface 3, namely zones 4, 5 and 6 or 7, 8 and 9 Of the two groups of three zones, the second zone 5 or 8 extends - viewed from the surface - to below the first zone 4 or 7 and the third zone 6 or 9 to below the second zone 5 or 8 Furthermore, the corresponding zones of the two groups, that is to say zones 4 and 7, 5 and 8 or 6 and 9, have the same conductivity type.

zwischen der ersten Zone 4 und der dritten Zone 6 liegenden Teil 10 ein mit diesem Teil zusammenhängendes schalenförmiges Gebiet 2 auf, wodurch die zweite Zone 10, 2 die dritte Zone 6 im Halbleiterkörper völlig umgibt und die Isolierzone bildet, die mit der dritten Zone 9 des Transistors Ti einen den Transistor Ti umgebenden isolierenden PN-Übergang 11 bildet.between the first zone 4 and the third zone 6, part 10 has a shell-shaped area 2 connected to this part, whereby the second zone 10, 2 completely surrounds the third zone 6 in the semiconductor body and forms the insulating zone that is connected to the third zone 9 of the The transistor Ti forms an insulating PN junction 11 surrounding the transistor Ti.

Der Transistor Ti ist ein selbstisolierender Transistor mit einem Halbleiterkörper, wobei an eine Oberfläche dieses Körpers ein Gebiet vom ersten Leitungstyp grenzt, welches Gebiet drei aufeinander folgende an die Oberfläche grenzende Zonen abwechselnden Leitungstyps enthält, wobei ferner die Aktivatorkonzentration in der mittleren dieser drei Zonen größer als in einen an die mittlere Zone grenzenden Teil der unterliegenden äußeren Zone (nachstehend als dritte Zone bezeichnet) ist, wobei die mittlere Zone vom zweiten Leitungstyp und außer dem zwischen den beiden äußeren Zonen liegenden Teil einen mit diesem Teil zusammenhängendes zweites schalenförmiges Gebiet enthält, wobei die dritte Zone im Halbleiterkörper von der mittleren Zone umgeben ist und die mittlere Zone mit dem erwähnten Gebiet vom ersten Lei'ungstyp einen den Transistor umgebenden isolierenden PN-Übergang bildet. Die Isolierung des Transistors ist mit Hilfe der mittleren Zone, im vorliegenden Beispiel die Basiszone 10, 2, erhalten. Dies im Gegensatz zu den bekannten selbstisolierenden Transistor, bei dem die Kollektorzone zugleich als Isolierzone dient. Dies ergibt u. a. den Vorteil, daß der selbstisolierende Transistor nach der Erfindung im Kollektorgebiet eines Transistors vom gleichen Typ angebracht werden kann. Mit anderen Worten: das Substrat kann als gemeinsamer Kollektor (oder als gemeinsamer Emitter) einer Anzahl von Transistoren von einem bestimmten Typ verwendet werden, während überdies einfach isolierte Transistoren vom gleichen Typ, bei denen entsprechende Zonen den gleichen Leitungstyp aufweisen, verwendet werden können.The transistor Ti is a self-isolating transistor with a semiconductor body, being attached to one surface this body borders an area of the first conductivity type, which area three consecutive to the Contains surface bordering zones of alternating conductivity type, furthermore the activator concentration in the middle of these three zones is larger than in a part of the underlying zone bordering the middle zone outer zone (hereinafter referred to as third zone), the middle zone of the second conductivity type and apart from the part lying between the two outer zones, one connected to this part contains second cup-shaped region, wherein the third zone in the semiconductor body from the central zone is surrounded and the middle zone with the mentioned area of the first line type a transistor surrounding insulating PN junction forms. The isolation of the transistor is done with the help of the middle one Zone, in the present example the base zone 10, 2 obtained. This in contrast to the known self-isolating transistor in which the collector zone also serves as an isolating zone. This results, inter alia. the Advantage that the self-isolating transistor according to the invention in the collector region of a transistor from same type can be attached. In other words: the substrate can be used as a common collector (or used as a common emitter) of a number of transistors of a certain type are, moreover, simply isolated transistors of the same type, in which corresponding zones the have the same line type, can be used.

Der zweite Transistor T2 ist ein transversaler bipolarer Transistor, bei dem die erste Zone 7 im Halbleiterkörper völlig von der zweiten Zone 8 umgeben ist Von den Zonen 7 und 9 dient meistens die Zone 7, die die kleinste ist, als Emitterzone, während dann die Zonen 8 und 9 die Basis- bzw. Kollektorzone bilden.The second transistor T 2 is a transversal bipolar transistor in which the first zone 7 in the semiconductor body is completely surrounded by the second zone 8 Zones 8 and 9 form the base and collector zones, respectively.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist auch der erste Transistor Ti ein bipolarer Transistor. Dabei bilden die Zonen 4; : 10, 2; 6 die Emitter- oder die Koltektorzone, die Basiszone bzw. die Kollektor- oder die Emitterzone. Der Transistor Ti kann aber auch ein Feldeffekttransistor sein. Die Zone 4 kann z. B. ringförmig, wenigstens mit einer geschlossenen Geometrie, ausgebildet werden und eine Gateelektrode bilden. Die Source und die Drain können dann durch den außerhalb bzw. innerhalb einer solchen ringförmigen Zone liegenden Teil der Zone 10, 2 gebildet werden, während die Zone 6 als zweite Gateelektrode wirkenIn the present exemplary embodiment, the first transistor Ti is also a bipolar transistor. The zones 4; : 10, 2; 6 the emitter or collector zone, the base zone or the collector or emitter zone. The transistor Ti can, however, also be a field effect transistor. Zone 4 can e.g. B. ring-shaped, at least with a closed geometry, and form a gate electrode. The source and the drain can then be formed by the part of the zone 10, 2 lying outside or inside such an annular zone, while the zone 6 acts as a second gate electrode

to kann. Auch kann z. B. die Zone 10 in zwei über ein Kanalgebiet zusammenhängende Teile dadurch verteilt werden, daß die Zone 4 die Zone 10 in seitlicher Richtung überlappt und mit der Zone 6 zusammenhängt.to can. Also z. B. the zone 10 is thereby distributed in two parts contiguous over a canal area be that the zone 4 overlaps the zone 10 in the lateral direction and is related to the zone 6.

Die Kollektorzone 6 des Bipolartransistors Ti ist völlig von der Basiszone 10, 2 umgeben und grenzt somit an keiner einzigen Stelle an das Substrat, das, wie bei den bekannten Strukturen, als Kollektor eines parasitären Transistors wirken kann. Dies ist von besonderer RpHpiiHinn für lngisrhe Schaltungen, hei denen bekanntlich der Basis-Kollektor-Übergang unter Umständen in der Vorwärtsrichtung wirksam werden kann und aus der Basiszone Ladungsträger in die Kollektorzone injiziert werden können. Beim Vorhandensein eines parasitären Transistors können dann große Leckströme zu dem Substrat fließen. Es ist einleuchtend, daß dieses Problem bei einem dem beschriebenen Transistor Ti entsprechenden Transistor völlig beseitigt ist.The collector zone 6 of the bipolar transistor Ti is completely surrounded by the base zone 10, 2 and thus does not adjoin the substrate at any point, which, as in the known structures, can act as a collector of a parasitic transistor. This is from special RpHpiiHinn for longitudinal circuits, hot which, as is well known, the base-collector transition may take effect in the forward direction and charge carriers can be injected into the collector zone from the base zone. In the presence of a parasitic transistor, large leakage currents can then flow to the substrate. It is Obviously, this problem in a transistor corresponding to the transistor Ti described is completely eliminated.

Weiter ist es wichtig, daß der Transistor Ti viel weniger Raum als ein auf übliche Weise in einer isolierten Insel angebrachter Transistor beansprucht. Diese Raumersparung ist darauf zurückzuführen, daß der aktive Teil 10 der Basiszone an der Isolierzone 11 anliegt. Bei den üblichen Strukturen müssen dagegen die Basiszone und die !solierzone in einem gewissen Abstand voneinander liegen, welcher Abstand außerdem wegen der zu berücksichtigenden Toleranzen im Zusammenhang mit der gegenseitigen Orientierung der unterschiedlichen Diffusionsmasken und den etwa bei der Orientierung auftretenden Abweichungen verhältnismäßig groß sein muß.It is also important that the transistor Ti is large takes up less space than a conventionally mounted transistor in an isolated island. This saving of space is due to the fact that the active part 10 of the base zone at the insulating zone 11 is applied. With the usual structures, on the other hand, the base zone and the insulation zone must be somewhat Distance from each other, which distance also because of the tolerances to be taken into account in Connection with the mutual orientation of the different diffusion masks and the for example the orientation occurring deviations must be relatively large.

Im Gegensatz zu den bekannten Halbleiteranordnungen mit durch PN-Übergänge gegeneinander isolierten Schaltungselementen weist die Halbleiteran-Ordnung nach der Erfindung keine gegensinnige Reihenschaltung zweier Dioden, sondern nur eine einzige isolierende Diode 11 auf. Der PN-Übergang U muß beim Betrieb in der Sperrrichtung vorgespannt sein, was in der Praxis nahezu stets von selbst der Fall ist, und mit Gewißheit, wenn die Kollektorzone 9 als Speiseanschluß verwendet wird.In contrast to the known semiconductor arrangements with each other through PN junctions Isolated circuit elements, the semiconductor arrangement according to the invention does not have any opposing directions Series connection of two diodes, but only a single isolating diode 11. The PN junction U must be biased during operation in the reverse direction, which in practice almost always the case by itself is, and with certainty if the collector zone 9 is used as a feed connection.

Durch die Anwendung der Kollektorzone 9 als Speiseanschluß kann in vielen Fällen ein einfacheres Metallisierungsmuster benutzt werden, weil dieser Anschluß über das Substrat praktisch an jeder gewünschten Stelle an der Halbleiteroberfläche 3 zur Verfügung steht und über kurze Leiterbahnen mit den unterschiedlichen Schahungselementen verbunden werden kann.By using the collector zone 9 as a feed connection, a simpler one can in many cases Metallization patterns are used because this connection is across the substrate to virtually everyone desired location on the semiconductor surface 3 is available and via short conductor tracks with the different Schahungselemente can be connected.

Da außerdem die Transistoren mit einem gemeinsamen Kollektor, wie der Transistor T2, nicht mehr, wie bei der üblichen Struktur, an eine isolierte Insel gebunden sind und also weniger Raum beanspruchen und weniger ortsgebunden sind, während auch die isolierten Transistoren weniger Raum in Anspruch nehmen, kann beim Entwerfen des »Layout« oder der Topologie komplexer integrierter Schaltungen von einem Metallisierungsmusterentwurf ausgegangen wer-In addition, since the transistors with a common collector, such as the transistor T 2 , are no longer bound to an isolated island, as in the usual structure, and therefore take up less space and are less fixed, while the isolated transistors also take up less space , when designing the »layout« or the topology of complex integrated circuits, a metallization pattern design can be assumed

den, wobei die Lage der Schaltungselemente durch dieses Metallisierungsmuster bestimmt wird. Bei den üblichen Techniken wird mit Rücksicht auf eine möglichst vollständige Ausnutzung der verfügbaren Halbleiteroberfläche vielmehr zunächst die Lage der s Schaltungselemente bestimmt, während dann ein an die Lage der Schaltungselemente angepaßtes Metallisierungsmuster entworfen wird.the, the location of the circuit elements through this metallization pattern is determined. With the usual techniques with consideration for one As complete as possible utilization of the available semiconductor surface rather first the position of the s Circuit elements determined, while then a metallization pattern adapted to the position of the circuit elements is designed.

Der Basis-Kollektor-Übergang des Transistors 7Ϊ besteht aus zwei Teilen 12 und 13. Der erste Teil 12 befindet sich zwischen dem zwischenliegenden Teil 10 der Basiszone 10,2 und der Kollektorzone 6. Dieser Teil trägt insbesondere zu der Transistorwirkung bei und sammelt im Betriebszustand die von der Emitterzone 4 in die Basiszone injizierten Ladungsträger. Der zweite Teil 13 befindet sich zwischen dem schalenförmigen isolierenden Gebiet 10 und der Kollektorzone 6 und bildet eine in der Fig. 3 dargestellten Diode D, die zu dem eigentlichen aktiven Basis-Kollektor-Übergang 12 parallel gesch.a'rtet ist. Die Diode D verhindert, daß der Transistor ""], weitgehend gesättigt wird, wodurch die Schaltgeschwindigkeit des Transistors Ti günstig beeinfluß wird.The base-collector junction of the transistor 7Ϊ consists of two parts 12 and 13. The first part 12 is located between the intermediate part 10 the base zone 10.2 and the collector zone 6. This part contributes in particular to the transistor effect and collects those from the emitter zone 4 in the operating state charge carriers injected into the base zone. The second part 13 is located between the cup-shaped insulating region 10 and the collector zone 6 and forms a diode D shown in FIG the actual active base-collector transition 12 is cut in parallel. The diode D prevents the Transistor ""], is largely saturated, reducing the Influence the switching speed of the transistor Ti favorably will.

Die Dicke der Basiszone im aktiven Teil des selbstisolierenden Transistors Ti, also unterhalb der Emitterzone 4, wird durch den Unterschied in der Eindringtiefe von der Oberfläche 3 her der Zonen 10 und 4 bestimmt.The thickness of the base zone in the active part of the self-isolating transistor Ti, i.e. below the Emitter zone 4 is formed by the difference in the depth of penetration from the surface 3 of the zones 10 and 4 determined.

Die dritte Zone des zweiten Transistors, im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kollektorzone 9 des Transistors T2, ist ein Substrat 9a vom ersten Leitungstyp, auf dem eine epitaktische Schicht 96 vom gleichen Leitungstyp angebracht ist. Das schalenförmige Gebiet 2 des Transistors Ti weist eine Oberflächenzone 2a vom zweiten Leitungstyp auf, die an der Halbleiteroberfläche 3 einen Teil 6 der epitaktischen Schicht 9b umgibt und sich von der Oberfläche 3 bis zu einem Gebiet 26 vom zweiten Leitungstyp erstreckt, das an der Grenzfläche zwischen der epitaktischen Schicht 9b und dem Substrat 9a liegt. Die Oberflächenzone 2a bildet die vorstehende Wand des schalenförmigen isolierenden Gebietes 2 und schließt sich auf allen Seiten an den durch das vergrabene Gebiet 2bgebildete Boden der Schale an. Der innerhalb dieser Schale liegende Teil 6 der epitaktischen Schicht ist die Kollektorzone des Transistors T\. The third zone of the second transistor, in the present exemplary embodiment the collector zone 9 of the transistor T2, is a substrate 9a of the first conductivity type, on which an epitaxial layer 96 of the same conductivity type is applied. The shell-shaped region 2 of the transistor Ti has a surface zone 2a of the second conductivity type, which surrounds a part 6 of the epitaxial layer 9b on the semiconductor surface 3 and extends from the surface 3 to a region 26 of the second conductivity type, which at the interface between of the epitaxial layer 9b and the substrate 9a. The surface zone 2a forms the protruding wall of the bowl-shaped insulating region 2 and adjoins the base of the bowl formed by the buried region 2b on all sides. The part 6 of the epitaxial layer lying within this shell is the collector zone of the transistor T \.

Der spezifische Widerstand der epitaktischen Schicht 9b kann auf übliche Weise an die den Kollektorzonen und den Koliekior-Basis-Übergängen zu stellenden Anforderungen angepaßt werden. Das Substrat 9a ist vorzugsweise niederohmig im Zusammenhang mit der bereits beschriebenen Kontaktierung auf der Unterseite, wobei ein niedriger Reihenwiderstand erwünscht ist Ferner kann die Kolbktorzone 6 nötigenfalls mit einer Kontaktzone 14 versehen werden. Insofern die an das Substrat 9a angelegte Spannung über eine Leiterbahn einem der übrigen Schaltungselemente zugeführt werden muß, kann diese Leiterbahn an einer mit Rücksicht auf ein einfaches Metallisierungsmuster geeignet gewählten Stelle über eine öffnung in der eo Isolierschicht und eine Kontaktzone 15 mit dem Substrat verbunden werden. Diese Zonen 14 und 15 können z. B. zugleich mit den Emitterzonen 4 und 7 angebracht werden. Zur Herabsetzung des Kollektor-Reihenwiderstandes weist die Kollektorzone des Transistors Ti einen vergrabenenTeii 16auf.The specific resistance of the epitaxial layer 9b can be adapted in the usual way to the requirements to be placed on the collector zones and the Koliekior-base junctions. The substrate 9a is preferably of low resistance in connection with the contacting already described on the underside, with a low series resistance being desired. Insofar as the voltage applied to the substrate 9a has to be fed to one of the other circuit elements via a conductor track, this conductor track can be connected to the substrate at a location suitably selected with regard to a simple metallization pattern via an opening in the insulating layer and a contact zone 15. These zones 14 and 15 can, for. B. be attached at the same time with the emitter zones 4 and 7. The collector zone of the transistor Ti has a buried part 16 to reduce the collector series resistance.

Die unterschiedlichen Halbleiterzonen können auf übrigens übliche Weise über öffnungen in einer auf der Halbleiteroberfläche 3 liegenden Isolierschicht 17 mit Leiterbahnen durch Kontaktierung und/oder durch Zusammenschaltung mit anderen Schaltungselementen der Anordnung verbunden sein. Diese Leiterbahnen sowie die erwähnten öffnungen sind in den F i g. 1 und 2 der Deutlichkeit halber nicht dargestellt.The different semiconductor zones can incidentally in the usual way via openings in one on the Semiconductor surface 3 lying insulating layer 17 with conductor tracks by contacting and / or through Interconnection with other circuit elements of the arrangement. These conductor tracks and the openings mentioned are shown in FIGS. 1 and 2 are not shown for the sake of clarity.

Naturgemäß können für die Transistoren andere Geometrien angewandt werden. So zeigen die F i g. 4—6 eine andere Ausführungsform des Transistors T\, wobei entsprechende Teile mit den gleichen Bezugs-ziffern wie in den F i g. 1 und 2 bezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform folgt die Kontur 20 der Emitterzone 4 an der Oberfläche 3 der Kontur 21 des zwischenliegenden Teiles 10 der Basiszone 10,2 an allen Stellen in praktisch gleichem Abstand. Die Konturen 20 und 21 sind die Schnittlinien des PN-Überganges 22 zwischen der Emitterzone 4 und dem zwischenliegenden Teil 10 bzw. des PN-Überganges 12 zwischen dem zwischenliegenden Teil 10 und der Kollektorzone 6 mit der Halbleiteroberfläche 3. Im übrigen sind nicht nur die Konturen 20 und 21, sondern auch die PN-Übergänge 12 und 22 selber über praktisch ihre ganze Oberfläche nahezu zueinander parallel. Demzufolge ist die Dicke des zwischenliegenden Teiles 10 an den Rändern und unterhalb der Emitterzone 4 praktisch gleich, wodurch die elektrischen Eigenschaften des Transistors günstig beeinflußt werden.Of course, other geometries can be used for the transistors. Thus, FIGS. 4-6 show another embodiment of the transistor T 1, corresponding parts having the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 are designated. In this embodiment, the contour 20 of the emitter zone 4 on the surface 3 follows the contour 21 of the intermediate part 10 of the base zone 10, 2 at all points at practically the same distance. The contours 20 and 21 are the lines of intersection of the PN junction 22 between the emitter zone 4 and the intermediate part 10 or of the PN junction 12 between the intermediate part 10 and the collector zone 6 with the semiconductor surface 3 20 and 21, but also the PN junctions 12 and 22 themselves over practically their entire surface almost parallel to one another. Accordingly, the thickness of the intermediate part 10 at the edges and below the emitter zone 4 is practically the same, whereby the electrical properties of the transistor are favorably influenced.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das schalenförmige isolierende Gebiet 2 der Basiszone 10, 2 für die Kontaktierung der Basiszone benutzt. Auf der Halbleiteroberfläche 3 befindet sich eine Isolierschicht 23, in der eine öffnung 24 angebracht ist. Eine Leiterbahn 25 erstreckt sich über die Isolierschicht 23 und durch die öffnung 24 bis auf die Halbleiteroberfläche 3. In der öffnung 24 bildet die Leiterbahn 25 einen leitenden Übergang mit dem schalenförmigen isolierenden Gebiet 2. Ferner ist die öffnung 24 in diesem Fall derart angebracht, daß die Leiterbahn 25 auch mit der Kollektorzone 6 einen Schottky-Übergang bildet. Bekanntlich vergrößert eine derartige Schottky-Diode zwischen der Basis und dem Kollektor die Schaltungsgeschwindigkeit des Transistors, wobei bemerkt wird, daß eine Schottky-Diode in dieser Hinsicht wegen ihrer kleinsten Schwellwertspannung noch effektivi .··■· als die vorerwähnte PN-Diode 13 ist.In this exemplary embodiment, the bowl-shaped insulating region 2 of the base zone 10, 2 is for the Contacting the base zone used. On the semiconductor surface 3 there is an insulating layer 23, in which has an opening 24 attached. A conductor track 25 extends over the insulating layer 23 and through the opening 24 up to the semiconductor surface 3. In the Opening 24, the conductor track 25 forms a conductive transition with the shell-shaped insulating one Area 2. Furthermore, the opening 24 is attached in this case in such a way that the conductor track 25 also with the Collector zone 6 forms a Schottky junction. It is known that such a Schottky diode is enlarged between the base and the collector the switching speed of the transistor, noting that a Schottky diode is still more effective in this respect because of its lowest threshold voltage the aforementioned PN diode 13 is.

Die Tatsache, daß der Basiskontakt auf dem schalenförmigen Teil 2 angebracht werden kann, ergibt u. a. den Vorteil, daß der aktive Teil der Basiszone, also der zwischeniiegende Teil 10, und die Emitterzone 4 über dieselbe öffnung in einer Maskierungsschicht angebracht werden können, wobei diese öffnung weiter auch für den Emitterkontakt verwendet werden kann. Neben der vorerwähnten Verbesserung der elektrischen Eigenschaften des Transistors, die sich daraus ergibt, wird dadurch auch die Herstellung vereinfacht So werden die Bearbeitungen zum Anbringen eines Photolackmusters und, wenn die Dotierung in einem nicht-oxydierenden Milieu stattfindet, auch eine Ätzbehandlung eingespartThe fact that the base contact can be attached to the cup-shaped part 2 results i.a. the advantage that the active part of the base zone, i.e. the intermediate part 10, and the emitter zone 4 can be applied via the same opening in a masking layer, this opening further can also be used for the emitter contact. In addition to the aforementioned improvement in the electrical Properties of the transistor resulting therefrom also simplify manufacture So the processes for applying a photoresist pattern and, if the doping in one non-oxidizing environment takes place, an etching treatment is also saved

Insofern der zwischenliegende Teil 10 innerhalb des isolierenden Gebietes 2 liegt, ist er an der Oberfläche 3 größtenteils von der Kollektorzone 6 umgeben, wodurch die Tatsache möglichst ausgenutzt wird, daß in diesem Falle infolge der gleichmäßigen Basisdicke auch der Rand des Transistors aktiv ist Dabei kann noch bemerkt werden, daß, insofern die Emitterzone 4 und das schalenförmige Gebiet 2 sich etwas überlappen, dieser Teil der Emitterzone meistens praktisch nichtInsofar as the intermediate part 10 lies within the insulating region 2, it is on the surface 3 largely surrounded by the collector zone 6, whereby the fact is exploited as far as possible that in in this case, too, due to the uniform base thickness the edge of the transistor is active. It can also be noted that, insofar as the emitter zone 4 and the bowl-shaped area 2 overlap somewhat, this part of the emitter zone mostly practically not

aktiv ist, weil das schalenförmige Gebiet 2 meistens stärker als der zwischenliegende Teil 10 dotiert ist Die Injektion von Ladungsträgem aus der Emitterzone wird hauptsächlich in dem Teil der Basiszone mit der kleinsten Dotierungskonzentration stattfinden.is active because the bowl-shaped area 2 mostly more heavily than the intermediate part 10 is doped. The injection of charge carriers from the emitter zone is mainly take place in the part of the base zone with the lowest doping concentration.

Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß bei Diffusion von Verunreinigungen durch eine Öffnung in einer Maskierungsschicht die Eindringtiefe bekanntlich in einer Richtung quer zu der Halbleiteroberfläche größer als in einer Richtung parallel zu dieser Oberfläche ist Dies bedeutet, daß, auch wenn die Basis- und die Emitterzone durch dieselbe öffnung angebracht werden, die Basisdicke nicht genau gleichmäßig ist Der Abstand zwischen den PN-Obergängen wird in der Nähe der Oberfläche, also am Rand neben der Emitterzone, meistens etwas kleiner als unterhalb der Emitterzone sein.For the sake of completeness, it should be noted that when impurities are diffused through an opening in of a masking layer, the depth of penetration is known to be in a direction transverse to the semiconductor surface is greater than in a direction parallel to this surface This means that even if the base and the emitter zone are attached through the same opening, the base thickness is not exactly uniform The distance between the PN transitions will be close to the surface, i.e. at the edge next to the Emitter zone, mostly a little smaller than below the Be emitter zone.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das an Hand der F i g. 7 beschrieben wird, weist ein Substrat 40 auf, das mit einer zusammengesetzten epitaktischen Schicht versehen ist, die aus zwei Teilen 41 und 42 aufgebaut ist Im Halbleiterkörper befinden sich die Emitterzore 44, die Basiszone 45, 46 und die Kollektorzone 47 eines selbstisolierenden ersten Transistors, der durch einen isolierenden PN-Übergang 48 von einem zweiten Transistor vom gleichen Typ mit einer Emitterzone 49, einer Basiszone 50 und einer Kollektorzone 40—43 geti ennt ist Neben diesen beiden Transistoren ist noch ein weiteres isoliertes Schaltungselement vorhanden, und zwar ein komplementärer Transistor mit einer Emitterzone 51, einer Basiszone 52 und einer Kollektorzone 53. Die Kollektorzone 53 ist schalenförmig und bildet einen isolierenden PN-Übergang 48 mit der Kollektorzone 40—43. Die schalenförmigen Zonen 46 und 53 des ersten Transistors und des komplementären Transistors hängen miteinander zusammen, wodurch ohne Metallisierung eine elektrische Verbindung der in F i g. 8 dargestellten Art erhalten istAnother embodiment that is based on the F i g. 7, comprises a substrate 40 covered with a composite epitaxial layer is provided, which is made up of two parts 41 and 42. The emitter zones 44 are located in the semiconductor body, the base zone 45, 46 and the collector zone 47 of a self-insulating first transistor, which is through a insulating PN junction 48 from a second transistor of the same type with an emitter zone 49, a base zone 50 and a collector zone 40-43. In addition to these two transistors, there is also Another isolated circuit element is present, namely a complementary transistor with a Emitter zone 51, a base zone 52 and a collector zone 53. The collector zone 53 is cup-shaped and forms an insulating PN junction 48 with collector zone 40-43. The bowl-shaped zones 46 and 53 of the first transistor and the complementary transistor are related to each other, whereby without metallization, an electrical connection of the in FIG. 8 is the type shown

Die Kollektorzonen 47 und 40—43 sind beide mit einem vergrabenen Teil 54 bzw. 43 zur Herabsetzung des Kollektorreihenwiderstandes versehen. Ferner sind in der Kollektorzone 47 und in der Basiszone 52 Kontaktzonen 55 bzw. 56 angebracht Die Anwendung einer zusammengesetzten epitaktischen Schicht 41, 42 steht mit dem Herstellungsverfahren im Zusammenhang, wie nachstehend noch näher auseinandergesetzt wird.The collector zones 47 and 40-43 are both with a buried portion 54 and 43, respectively, for relief of the collector series resistance. Furthermore, there are 47 in the collector zone and 52 in the base zone Contact zones 55 and 56 applied. The use of a composite epitaxial layer 41, 42 is related to the manufacturing process, as explained in more detail below will.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für logische Schaltungen. Als Beispiel einer solchen Schaltung wird an Hand der F i g. 9—13 eine Torschaltung beschrieben. Diese Torschaltung bildet den Gegenstand der niederländische Patentanmeldung Nr. 70 09 090. Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, aus welchem Grunde nicht näher darauf eingegangen wird. Eine derartige Torschaltung kann z. B. als Baustein für den Aufbau größerer logischer Schaltungen, wie Flip-flops, Komparatoren oder Speicher, dienen.The invention is of particular importance for logic circuits. As an example of such Circuit is based on the F i g. 9-13 describes a gate circuit. This gate circuit forms the The subject of Dutch patent application No. 70 09 090. The operation of this circuit is for the present invention is not essential, for which reason it is not discussed in detail. Such a gate circuit can, for. B. as a building block for building larger logic circuits, such as Flip-flops, comparators or memories are used.

Fig.9 zeigt das elektrische Schaltbild, während Fig. 10 eine Topologie oder ein »Layout« dieser Schaltung zeigt, wobei die unterschiedlichen Schaltungselemente in diesen Figuren mit entsprechenden Bezugsziffern bezeichnet sind.FIG. 9 shows the electrical circuit diagram, while FIG. 10 shows a topology or a "layout" of this Circuit shows, the different circuit elements in these figures with corresponding Reference numerals are denoted.

Die Halbleiteranordnung enthält einen Halbleiterkörper 70, der ein niederohmiges Substrat 71 aufweist, auf dem eine epitaktische Schicht 72 vom gleichen Leitungstyp und mit einem höheren spezifischen Widerstand angebracht ist. Das Substrat 71 und dieThe semiconductor arrangement contains a semiconductor body 70 which has a low-resistance substrate 71 that an epitaxial layer 72 of the same conductivity type and with a higher specific Resistance is attached. The substrate 71 and the epitaktische Schicht 72 bilden zusammen die gemeinsame Kollektorzone der Transistoren Tu-T13, T\s und 7Ie, die an ein Bezugspotential, z. B. an Erde, gelegt werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel istepitaxial layer 72 together form the common collector zone of the transistors Tu-T 13 , T \ s and 7Ie, which are connected to a reference potential, e.g. B. on earth, can be placed. In the present embodiment mit dieser Zone auch die positive Klemme derwith this zone also the positive terminal of the

Speisespannungsquelle verbunden, so daß das SubstratSupply voltage source connected so that the substrate

das positivste Potential führt, das in der Schaltungcarries the most positive potential in the circuit auftrittoccurs

Die Eingangstransistoren Tn-Tb weisen je eineThe input transistors Tn-Tb each have one

Basiszone 73 auf und eine Emitterzone 74 auf. Über auf der Isolierschicht 75 liegende Metallbahnen 76, die in Offnungen in der Isolierschicht mit den Basiszonen 73 verbunden sind, können Eingangssignale den Transistoren Tu. Tb und Tb zugeführt werden.Base zone 73 on and an emitter zone 74 on. Input signals can be fed to the transistors Tu, Tb and Tb via metal tracks 76 lying on the insulating layer 75 and connected to the base zones 73 in openings in the insulating layer.

is Eine Metallbahn 17 verhindert die drei Emitterzonen 74 mit der Basiszone 78,79 des isolierten Transistoren Ti«. Diese Basiszone hat einen zwischenliegenden Teil 78, der im Halbleiterkörper eine Emitterzone 80 umschließt, und einen schalenförmigen isolierenden TeilA metal track 17 prevents the three emitter zones 74 with the base zone 78.79 of the isolated transistor Ti «. This base zone has an intermediate part 78, which encloses an emitter zone 80 in the semiconductor body, and a shell-shaped insulating part

79. der mit der gemeinsamen Kollektorzone 71,72 einen den Transistor TU umgebenden isolierenden PN-Übergang 81 bildet Die Kollektorzone 82 des Transistors Tu, die mit einer Kontaktzone 83 versehen ist, ist im Halbleiterkörper völlig von der Basiszone 78, 7979. the one with the common collector zone 71,72 The insulating PN junction 81 surrounding the transistor TU forms the collector zone 82 of the transistor Tu, which is provided with a contact zone 83 is completely separate from the base zone 78, 79 in the semiconductor body umgeben. Der zwischenliegendv. Teil 78 der Basiszone hängt an der Halbleiteroberfläche 84 mit dem isolierenden Teil 79 zimmmen, wobei sich der zwischenliegende TuI 78 in einer Richtung parallel zu der Oberfläche 84' bis in die Nähe des isolierenden Teilessurround. The intermediate v. Part 78 of the base zone hangs on the semiconductor surface 84 with the insulating part 79, with the intermediate tube 78 extending in a direction parallel to the surface 84 'up to the vicinity of the insulating part 79 erstreckt und sich dort an den Teil 79 anschließt Dadurch tildet der zwischen liegende Teil 78 einen an di-i Halbleiteroberfläche 84 grenzenden Ansatz oder Ausläufer des isolierenden Teiles 79, welcher Ausläufer sich oberhalb der Kollektorv.one 82 erstreckt79 extends and adjoins the part 79 there. As a result, the part 78 located between forms a di-i semiconductor surface 84 bordering approach or extension of the insulating part 79, which extension extends above the collector v.one 82

Der isolierende Teil 79 ist an der Halbleiteroberfläche 84' ringförmig, oder wenigstens weist eine geschlossene Geometrie auf. Dieser Ring kann für die Kontaktierung der Basiszone 78, 79 verwendet werden. An einer geeignet gewählten Stelle kann die Isolierschicht 75The insulating part 79 is ring-shaped on the semiconductor surface 84 ', or at least has a closed one Geometry on. This ring can be used to make contact with the base zone 78, 79. At a the insulating layer 75 can be suitably selected oberhalb des isolierenden Teiles 79 mit einer Öffnung 85 versehen werden, über die die Leiterbahn 77 mit der Basiszone 78,79 verbunden ist Dank dieser Flexibilität in bezug auf die Lage des Basis-Metallkontaktes kann das Metallisierungsmuster meistens einfacher und mitabove the insulating part 79 with an opening 85 are provided, via which the conductor track 77 is connected to the base zone 78, 79 thanks to this flexibility With regard to the position of the base metal contact, the metallization pattern can usually be simpler and with kürzeren Leiterbahnen ausgeführt werden, wobei sich kreuzende Metallbahnen oft leichter vermieden werden können.shorter conductor tracks can be carried out, whereby crossing metal tracks are often easier to avoid can.

Wie aus dem Schaltbild (F i g. 9) hervor geht, ist der Widerstand An mit der Basis des Transistors Tu As can be seen from the circuit diagram (FIG. 9), the resistor An is connected to the base of the transistor Tu verbunden. Diese Tatsache ist dazu benutzt, eine Leiterbahn und den Raum für die zugehöriger Kontaktöffnungen in der Isolierschicht einzusparen. Die zweite Zone 78, 79 des Transistors Tm weist an dei Oberfläche 84 einen örtlich aus dem isolierenden Teil 7Stied together. This fact is used to create a conductor track and the space for the associated Saving contact openings in the insulating layer. The second zone 78, 79 of the transistor Tm has to dei Surface 84 locally from the insulating part 7S hervorragenden Teil 86 auf, der an die gemeinsam« Kollektorzone 71, 72 grenzt und sich in einer Richtung quer zu der Halbleiteroberfläche 89 über einer kleineren Abstand als das schalenförmige isolierende Gebiet 79 in dem Halbleiterkörper erstreckt. Dieseloutstanding part 86 on, which is to the common « Collector zone 71, 72 adjoins and extends in a direction transverse to the semiconductor surface 89 over a extends smaller distance than the shell-shaped insulating region 79 in the semiconductor body. diesel

&° hervorragende Teil 86 kann z.B. zugleich mit den zwischenliegenden Teil 78 angebracht werden. Dei innerhalb des schalenförmigen Gebietes 79 befindliche zwischenliegende Teil 78 bildet den eigentlichen aktiver Teil der Basiszone des Transistors Tu, d. h. den Teil, ir& ° excellent part 86 can be used at the same time as the intermediate part 78 are attached. Dei located within the bowl-shaped area 79 intermediate part 78 forms the actual active part of the base zone of transistor Tu, d. H. the part, ir dem im Betriebszustand der Ladungstransport, der ar der eigentlichen Transistorwirkung der Struktur betet ligt ist, wenigstens im wesentlichen stattfindet. Dei Widerstand Rw wird wenigstens größtenteils durch derwhich, in the operating state, the charge transport, which is the actual transistor effect of the structure, takes place at least essentially. The resistance Rw is at least largely determined by the

aus dem schalenförmigen Gebiet 79 hervorragenden Teil 86 gebildet Das isolierende Gebiet 79 dient also nicht nur als Isolierung für den Transistor, sondern auch als niederohmiger Anschluß des aktiven Teiles der Basiszone und als niederohmige Verbindung zwischen dem aktiven Teil und dem Widerstand An-outstanding from the bowl-shaped area 79 Part 86 formed The insulating region 79 is therefore used not only as insulation for the transistor, but also as a low-resistance connection of the active part of the base zone and as a low-resistance connection between the active part and the resistance

Es dürfte einleuchten, daß auf gleiche Weise auch mehrere Widerstände mit der Basiszone verbunden werden können, so daß z.B. auch die in Fig. 14 dargestellte vielfach verwendete Schaltung einfach integriert werden kann, wobei das schalenförmige isolierende Gebiet als niederohmige Verbindung zwischen den beiden Widerständen Rx und Rn und der aktive Basiszone des Transistors 7» dient.It will be appreciated that several resistors can be connected to the base zone in the same manner, so that for example also the position shown in Fig. 14 circuit frequently used can be easily integrated, said cup-shaped insulating region as a low-impedance connection between the two resistors Rx and Rn and the active base zone of the transistor 7 »is used.

Der Widerstand An ist weiter mit der negativen Klemme der Speisespannungsquelle verbunden. Zu diesem Zweck ist die Zone 86 über eine öffnung in der Isolierschicht 75 mit einer Metallschicht 87 verbunden.The resistance An continues with the negative Terminal of the supply voltage source connected. For this purpose, the zone 86 has an opening in the Insulating layer 75 connected to a metal layer 87.

Der Widerstand Rit, wird durch die Zone 88 gebildet und ist über eine Öffnung in der Isolierschicht mit einer Metallbahn 89 verbunden, die zu der Emitterzone 80 des Transistors 7I4 und der Emitterzone 90 des Transistors 7*i6 führt Der Widerstand Rn wird durch die Zone 91 gebildet, die auf einer Seite mit der Zone 88 und auf der anderen Seite mit der Basiszone 92 des Transistors 71e zusammenhängt Der Widerstand Ru wird durch eine mit der Basiszone 92 zusammenhängende Zone 93 gebildet Durch Anwendung der Metallschicht 94, die in der Öffnung 95 in der Isolierschicht die sich neben der Emitterzone 90 und der Öffnung 96 gegenüber befindet, auf der Halbleiteroberfläche liegt, ist der Widerstandswert des Widerstandes Ru genauer definiert Über die Öffnung % und die Metallbahn 97 ist der Widerstand Ru mit einem ersten von zwei Emittern 98 des Mehremittertransistors 71s verbunden. Die beiden Emitterzonen 98 sind im Halbleiterkörper von einer Basiszone 99 umgeben. Mit dieser Basiszone 99 hängen Zonen 100 und 101 zusammen, die die Widerstände Rn bzw. /fi3 bilden. Auch bei diesen Widerständen ist eine auf der Halbleiteroberfläche liegende Metallschicht 102 zur Verbesserung der Defination der Widerstandswerte verwendet Eine Metallbahn 103, die den zweiten Emitter 98 des Transistors 71s mit der Kollektorzone 82 des Transistors 7m und mit dem Widerstand Ru verbindet, bildet den elektrischen Ausgang der Torschaltung. Der Widerstand Rn ist über eine öffnung 104 in der Isolierschicht mit einer Metallschicht 105 verbunden, die mit Hilfe einer Kontaktzone 106 an die gemeinsame Kollektorzone 71,72 angeschlossen ist.The resistor Rit is formed by the zone 88 and is connected via an opening in the insulating layer to a metal track 89, which leads to the emitter zone 80 of the transistor 71 4 and the emitter zone 90 of the transistor 7 * i6. The resistor Rn is through the zone 91, which is connected on one side to the zone 88 and on the other side to the base zone 92 of the transistor 71e. The resistor Ru is formed by a zone 93 connected to the base zone 92 by using the metal layer 94, which is in the opening 95 in the insulating layer, which is located next to the emitter zone 90 and the opening 96 opposite, lies on the semiconductor surface, the resistance value of the resistor Ru is more precisely defined via the opening% and the metal track 97 is the resistor Ru with a first of two emitters 98 of the multi-emitter transistor 71s tied together. The two emitter zones 98 are surrounded by a base zone 99 in the semiconductor body. Zones 100 and 101, which form the resistors Rn and / fi3, are connected to this base zone 99. A metal layer 102 on the semiconductor surface is also used in these resistors to improve the definition of the resistance values. A metal track 103, which connects the second emitter 98 of the transistor 71s to the collector zone 82 of the transistor 7m and to the resistor Ru , forms the electrical output of the Gate switching. The resistor Rn is connected via an opening 104 in the insulating layer to a metal layer 105, which is connected to the common collector zone 71, 72 with the aid of a contact zone 106.

Die Transistoren Tn-Ti6 sind weiter mit je einem vergrabenen niederohmigen Teil 107 zur Herabsetzung des Kollektor-Reihenwiderstandes versehen, welche niederohmigen Teile 107 sich an und in der Nähe der Grenzflätne zwischen dem Substrat 71 und der epitaktischen Schicht 72 erstrecken.The transistors Tn-Ti 6 are each provided with a buried low-resistance part 107 to reduce the collector series resistance, which low-resistance parts 107 extend on and in the vicinity of the boundary between the substrate 71 and the epitaxial layer 72.

Insbesondere bei einer integrierten Schaltung der obenbeschriebenen Art mit einer Gruppe von Transistoren mit einer gemeinsamen Zone ergibt die Anwendung der Erfindung wesentliche Vorteile. An erster Stelle kann genannt werden, daß eine geringere Anzahl isolierter Gebiete als in der üblichen Ausführung benötigt werden, wodurch eine hohe Ausbeute erwartet werden kann. Ferner ist insbesondere bei einer Vielzahl von Transistoren mit einer gemeinsamen Zone die Raumersparung beträchtlich, auch weil dann die Topologie und die Metallisierung einfacher gehalten werden können, was der Tatsache zuzuschreiben ist, daß die erwähnten Transistoren nicht ortsgebunden sind undIn particular in the case of an integrated circuit of the type described above with a group of transistors with a common zone, the result is Application of the invention significant advantages. In the first place it can be mentioned that a minor one Number of isolated areas than in the usual design are required, whereby a high yield can be expected. Furthermore, it is particularly in the case of a large number of transistors with a common zone saves space considerably, also because then the Topology and metallization can be kept simpler due to the fact that the transistors mentioned are not fixed and nicht wie üblich, in einer gemeinsamen isolierten Insel untergebracht zu werden brauchen.not, as usual, in a common isolated island need to be accommodated.

Die beschriebene Torschaltung hat ein einfaches Metallisierungsmuster. Eine wesentliche Anzahl vonThe gate circuit described has a simple metallization pattern. A substantial number of Verbindungen ist ohne Metallbahnen erhalten, während die Schaltungselemente weiter derart gruppiert werden können, daß — auch dank der verhältnismäßig großen Freiheit in bezug auf die Kontaktierungsstellen der isolierenden Zonen — für die übrigen innerenConnections are obtained without metal traces while the circuit elements are further grouped in this way can that - also thanks to the relatively large freedom in terms of the contacting points insulating zones - for the rest of the inner ones

ίο Verbindungen kurze Leiterbahnen genügend sind.ίο connections short conductor tracks are sufficient.

Die beschriebenen Halbleiteranordnungen können mit Hilfe der üblichen Techniken zum örtlichen Dotieren von Halbleitermaterial hergestellt werden. Beispielsweise wird nunmehr die Herstellung derThe semiconductor arrangements described can be localized using the usual techniques Doping of semiconductor material can be produced. For example, the production of the

Halbleiteranordnung nach F i g. 7 beschrieben.Semiconductor arrangement according to FIG. 7 described.

Es wird z. B. von einem N-leitenden Silciumkörper mit einem spezifischen Widerstand von etwa 0,01 Ω cm ausgegangen. In einem ersten Oberflächengebie. dieses Substrats 40, das der Lage des vergrabenen Teiles derIt is z. B. from an N-conductive silicon body assumed a specific resistance of about 0.01 Ω cm. In a first surface area. this Substrate 40, which corresponds to the location of the buried part of the Isolierung 46 entspricht werden Akzeptoren, z. B. Bor, angebracht Z. B. wird der Süäsiamkörper mit einer maskierenden Oxydschicht versehen, in der durch die üblichen Photoätztechniken eine öffnung angebracht wird. Dann wird der Körper während et*a einer halbenIsolation 46 corresponds to acceptors, e.g. B. boron, For example, the body is attached with a masking oxide layer provided in which an opening is made by the usual photo-etching techniques will. Then the body becomes a half during et * a Stunde auf etwa 950° C in einer borhaltigen Atmosphäre erhitzt Anschließend kann eine Erhitzung während etwa 4 Stunden auf 1200° C in einer oxydierenden Atmosphäre stattfinden. Dann wird auf übliche Weise eine N-Ieitende epitaktische Schicht 41 mit z. B. einerHeated to about 950 ° C in a boron-containing atmosphere for an hour take place for about 4 hours at 1200 ° C in an oxidizing atmosphere. Then in the usual way an N-conductive epitaxial layer 41 with e.g. B. one Dicke von etwa 6 bis ΙΟμίτι und einem spezifischen Widerstand von etwa 03 — 1 Ω cm abgeschieden. In einem Oberflächengebiet dieser epitaktischen Schicht, das den langen der vergrabenen Teile 43 und 54 entspricht werden nun Donatoren, z. B. Arsen oderThickness from about 6 to ΙΟμίτι and a specific one Resistance of about 03 - 1 Ω cm deposited. In a surface area of this epitaxial layer which corresponds to the long one of the buried parts 43 and 54 are now donors, z. B. arsenic or Antimon, eingebracht z. B. dadurch, daß 2 Stunden lang auf etwa 1200° C in einer arsenhaltigen Atmosphäre erhitzt wird, wonach der Körper etwa 4 Stunden lang auf etwa 1200° C in einer oxydierenden Atmosphäre gehalten wird. Während dieser und der noch folgendenAntimony, introduced e.g. B. in that for 2 hours to about 1200 ° C in an arsenic-containing atmosphere is heated, after which the body for about 4 hours at about 1200 ° C in an oxidizing atmosphere is held. During this and the following

■*o Bearbeitungen diffundieren auch Akzeptoren aus den vergrabenen mit Bor dotierten Teilen in die epitaktische Schicht 41 hinein.■ * o Edits also diffuse from the acceptors buried parts doped with boron into the epitaxial layer 41.

In der nächstfolgenden Stufe wird die epitaktische Schicht 42 abgeschieden. Auch diese Schicht besteht ausThe next step is the epitaxial Layer 42 deposited. This layer also consists of

■»5 N-Ieitendem Material und hat eine Dicke von etwa 6 μπι, während sie gleichfalls einen spezifischen Widerstand von etwa 03—1 Ω cm aufweist In einem Oberflächengebiet mit einer geschlossenen Konfiguration, das der Lage der vorstehenden Wände des■ »5 N conductive material and has a thickness of about 6 μπι, while they also have a specific Has a resistance of about 03-1 Ω cm in one Surface area with a closed configuration corresponding to the location of the protruding walls of the isolierenden schalenförmigen Teiles 46 entspricht und das also einen oder mehrere Teile der epitaktischen Schicht 41, 42 umgibt, die oberhalb des ersten mit Bor dotierten Oberflächengebietes liegen, werden dann aus der vom Substrat 40 abgekehrten oberen Fläche derinsulating shell-shaped part 46 corresponds and that is one or more parts of the epitaxial Layer 41, 42 surrounding layers, which are above the first boron-doped surface area, are then turned off the upper surface of the facing away from the substrate 40 epitaktischen Schicht 41, 42 Akzeptoren eingebracht z. B. durch Diffusion von Bor während etwa einer halben Stunde auf etwa 1100° C und anschließende Erhitzung in einer oxydierenden Atmosphäre während etwa 3 Stunden auf etwa 1200° C.epitaxial layer 41, 42 introduced acceptors z. B. by diffusion of boron for about half an hour to about 1100 ° C and subsequent heating in an oxidizing atmosphere for about 3 hours at about 1200 ° C.

Der zwischenliegende Teil 45 und die Teile 50 und 51 können durch Diffusion von Bor während etwa einer halben Stunde auf etwa 950° C und anschließende Erhitzung während etwa einer halben Stunde auf etwa 1180° C in einer oxydierenden Atmosphäre erhaltenThe intermediate part 45 and the parts 50 and 51 can by diffusion of boron during about one half an hour to about 950 ° C and subsequent heating for about half an hour to about Maintained 1180 ° C in an oxidizing atmosphere

κ werden. Der Flächenwiderstand dieser Zonen beträgt z.B. etwa 150Ω/ D . Dabei erfolgt die Diffusion des zwischenliegenden Teiles 45 in einem Oberflächengebiet, das wenigstens den Innenrand der durch dieκ become. The sheet resistance of these zones is e.g. about 150Ω / D. The diffusion of the takes place intermediate part 45 in a surface area which is at least the inner edge of the through the

vorangehende Bearbeitung erhaltenen Oberflächenzone des isolierenden schslenförmigen Gebietes teilweise bedecktSurface zone of the insulating tube-shaped area partially obtained prior to processing covered

Dann werden die Emitterzonen 44 und 49 und die Kontaktzonen 55 und 56 durch die Diffusion von Phosphor, z.B. während etwa 20Minuten bei etwa 10000C, und durch eine Nacherhitzung von etwa 20 Minuten auf etwa 105O0C, angebracht Der Flächenwiderst&nd dieser Zone ist z. B. etwa 5 Ω/ D.Then, the emitter regions 44 and 49 and the contact zones 55 and 56 are mounted by the diffusion of phosphorus, for example, for about 20 minutes at about 1000 0 C, and by a subsequent heating of about 20 minutes to about 105O 0 C. The Flächenwiderst & nd this zone z is . B. about 5 Ω / D.

Die Diffusion von Akzeptoren aus dem vergrabenen mit Bor dotierten Teil in die epitaktische Schicht wurde bereits genannt Während der beschriebenen Wärmebehandlungen setzt sich diese Diffusion in derartigem Maße fort, daß in Kombination mit der Diffusion in umgekehrter Richtung aus der erwähnten Oberflächenzone an der oberen Fläche der epitaktischen Schicht die geschlossene schalenförmige P-leitende Zone 46 erhalten wird. Dabei sei bemerkt, daß die Diffusion aus dem vergrabenen Te;' an der Stelle der vergrabenen Zone 54 langsam vor sicfi geht, was auf die dort vorhandene Donatorenkonzentration zurückzuführen ist, die Überdotierung erschwert und die außerdem ein der Diffusion von Akzeptoren entgegenwirkendes elektrisches Feld hervorruft An der Stelle der Zone 54 wird die Ausdehnung des vergrabenen Teiles der schalenform! gen Zone 46 in der epitaktischen Scnicht dadurch gering sein. Am Rand des vergrabenen Teiles, rings um die: Zone 54, wird diese Ausdehnung aber erheblich sein, weil hier die Donatorenkonzentration wesentlich kleiner ist Auf diese Weise wird bereits durch Diffusion aus dem Substrat ein Teil der vorstehenden Wand der Zone 46 gebildet Bei eLiem e:*as abgewandelten Herstellungsverfahren wird, unter Verwendung dieses Effektes, die vorstehende Wand grf Itenteils aus dem Substrat erhalten und von der oberen Fläche her während der Diffusionsbearbeitung ergänzt, bei welcher Bearbeitung auch der zwischenliegende Teil der zweiten Zone angebracht wird. Auf diese Weise wird! eine Diffusionsbearbeitung eingespart. Übrigens kann nötigenfalls dieser Effekt noch dadurch verstärkt werden, daß in dem von der Zone 54 bedeckten Teil des vergrabenen Teiles Aktivatoren mit einem kleinen Diffusionskoeffizienten, wie Bor oder Arsen, und am Rande des vergrabenen Teiles Aktivatoren mit einem großen Diffusionskoeffizienten, wie Aluminium bzw. Phosphor, eingebracht werden. Auch können Aktivatoren, z. B. diejenigen mit einem großen Diffusionskoeffizienten, in einem ringförmigen Gebiet rings um die vergrabene Zone 54 an der Oberfläche der epitaktischen Schicht 41 eingebracht werden.The diffusion of acceptors from the buried part doped with boron into the epitaxial layer was stopped already mentioned During the heat treatments described, this diffusion continues in such a way Measures continued that in combination with the diffusion in the opposite direction from the mentioned surface zone on the upper surface of the epitaxial layer the closed cup-shaped P-conductive zone 46 is obtained. It should be noted that the diffusion from the buried te; ' at the location of the buried zone 54 slowly goes ahead sicfi, which refers to the existing there Donor concentration is due to the overdoping difficult and also a diffusion generates counteracting electric field by acceptors. At the point of zone 54, the Expansion of the buried part of the shell shape! The region 46 in the epitaxial zone is therefore not small be. At the edge of the buried part, around the: Zone 54, this expansion will be considerable, because here the donor concentration is much smaller. In this way it is already through diffusion a part of the protruding wall of the zone 46 is formed from the substrate The projecting wall is largely made up of the manufacturing process using this effect Substrate obtained and supplemented from the top surface during diffusion processing, in which Machining also the intermediate part of the second zone is attached. That way will! a diffusion processing saved. Incidentally, this effect can be increased if necessary that in the part of the buried part covered by the zone 54 activators with a small Diffusion coefficients, such as boron or arsenic, and at the edge of the buried part activators with a large diffusion coefficients, such as aluminum or phosphorus, are introduced. Activators, e.g. B. those with a large diffusion coefficient, in an annular area around the buried zone 54 can be introduced on the surface of the epitaxial layer 41.

In der isolierenden Schicht können auf übliche Weise öffnungen für die Kontaktierung der unterschiedlichen Halbleiterzonen angebracht werden. In diesen öffnungen und auf der Isolierschicht kann anschließend das Metallisierungsmuster für den elektrischen Anschluß und die elektrische Verbindung angebracht werden, z. B. dadurch, daß eine Aluminiumschicht aufgedampft und dann gemäß einem Muster geätzt wird.In the usual way, openings for contacting the different can be made in the insulating layer Semiconductor zones are attached. In these openings and on the insulating layer, the Metallization patterns are applied for the electrical connection and the electrical connection, e.g. B. in that an aluminum layer is evaporated and then etched according to a pattern.

Schließlich kann der Halbleiterkörper auf übliche Weise in einer üblichen Umhüllung montiert werden.Finally, the semiconductor body can be mounted in a conventional envelope in the usual way.

Das beschriebene Verfahren ist nur ein mögliches Beispiel.The procedure described is only one possible example.

Es ist u. a. auch möglich, daß die Dotierung durch lonenbeschuß eingebaut wird. In diesem Falle kann sogar ein homogen dotierter Kristall ohne epitaktische Schicht verwendet werden, weil die vergrabenen Zonen bei lonenbeschuß ja über die freie obere Fläche angebracht werden können. Im Zusammenhang mit derIt is i.a. it is also possible for the doping to be incorporated by ion bombardment. In this case it can even a homogeneously doped crystal without an epitaxial layer can be used because the buried zones in the case of ion bombardment, they can be attached over the free upper surface. In connection with the Verwendung des Substrats als Speiseanschluß wird aber vorzugsweise von einem niederohmigen Substrat ausgegangen, auf dem eine hochohmige epitaktische Schicht angebracht wird. Die beim obenbeschriebenenUse of the substrate as a feed connection is, however, preferably of a low-resistance substrate assumed, on which a high-resistance epitaxial layer is applied. The one described above Verfahren verwendete zusammengesetzte epitaktische Schicht ergibt den Vorteil, daß eine größere Freiheit in bezug auf die Wahl der Dotierungskonzentration für die beiden angrenzenden vergrabenen Zonen entgegengesetzter Leitungstypen besteht Diese vergrabenenMethod used composite epitaxial layer gives the advantage that a greater freedom in With regard to the choice of the doping concentration for the two adjacent buried zones of opposite conductivity types, these buried zones exist Zonen können beide im Substrat angebracht werden. Dann muß aber bei der Bestimmung der Dotierungskonzentrationen des Substrats und der beiden vergrabenen Zonen die Tatsache berücksichtigt werden, daß zweimal Überdotierung erreicht werden muß, was mitZones can both be placed in the substrate. Then, however, when determining the doping concentrations of the substrate and the two buried zones, the fact must be taken into account that twice overdoping must be achieved with what sich bringen kann, daß namentlich die Konzentration imcan bring that especially the concentration in the niederohmigen Substrat höher gewählt werden müßtelow-resistance substrate would have to be selected higher als mit Rücksicht auf einen niedrigen Reihenwiderstandthan with regard to a low series resistance für den Speiseanschluß erwünscht istis desired for the feed connection

Die Dotierung des Substrats kann auch praktischThe doping of the substrate can also be practical

unabhängig gewählt werden, wenn die an die Oberfläche des Substrats grenzende Schicht wenigstens an der Stelle des Oberflächengebietes der ersten vergrabenen Zone einen höheren spezifischen Widerstand als der übrige Teil des Substrats aufweist Dies kann n~.it Hilfecan be selected independently if the layer adjoining the surface of the substrate is at least at the Place the surface area of the first buried zone a higher resistivity than that This can be done with the help of the remaining part of the substrate von Ausdiffusion erzielt werden, die gegebenenfalls örtlich erfolgen kann, oder z. B. mit Hilfe einer hochohmigen epitaktischen Schicht, wobei im letzteren Falle der Substratkristall und die epitaktische Schicht zusammen das eigentliche Substratgebiet der beschriecan be achieved by outdiffusion, if necessary can be done locally, or z. B. with the help of a high-resistance epitaxial layer, with the latter Case of the substrate crystal and the epitaxial layer together form the actual substrate area of the described benen Struktur bilden.level structure.

Die Andordnung nach den Fig.4—6 kann mit einer vereinfachten Abwandlung des bereits beschriebenen Verfahrens hergestellt werden. Einschließlich der Anbringung des zwischenliegenden Teiles 10 derThe arrangement according to Fig.4-6 can be done with a simplified modification of the method already described can be produced. Including the Attachment of the intermediate part 10 of the Basiszone verläuft die Herstellung auf analoge Weise, wobei die Bearbeitung zum Erhalten eines niederohmigen vergrabenen Teiles in der Kollektorzone 6 fortgelassen werden können. Auch .1Ti Zusammenhang hiermit kann ohne Bedenken eine einfache epitaktischeThe production of the base zone proceeds in an analogous manner, whereby the processing for obtaining a low-resistance buried part in the collector zone 6 can be omitted. Even . 1 Ti connection herewith can be a simple epitaxial

*o Schicht 9b mit einem genügend niederohmigen Substrat 9a kombiniert werden.* o Layer 9b can be combined with a sufficiently low-resistance substrate 9a.

Die Abwandlung des Verfahrens bezieht sich auf die Tatsache, daß nach dem Anbringen des zwischenliegenden Teiles 10 die öffnung in der Maskierungsschicht 23,The modification of the method relates to the fact that after the attachment of the intermediate part 10, the opening in the masking layer 23, über die die Aktivatoren in dem Teil 10 angebracht sind, ohne Maskierung wiederum durch Ätzen frei gelegt werden kann, wodurch das Ausrichten einer Photomaske vermieden wird, oder wodurch diese Ausrichtung, wenn zugleich mit der Emitterzone 4 eine KontaktzoneVia which the activators are attached in the part 10, again exposed by etching without masking thereby avoiding the alignment of a photomask, or making this alignment, if at the same time with the emitter zone 4 a contact zone 14 angebracht werden muß, weniger kritisch in bezug auf die gewünschte Genauigkeit wird. Unter Verwendung eines Unterschiedes in der Dicke und/oder in der Zusammensetzung der Masierungsschicht innerhalb und außerhalb der geschlossenen öffnung, ist beim Wieder-14 must be attached, less critical in relation to to the desired accuracy. Using a difference in thickness and / or in The composition of the masking layer inside and outside the closed opening is

freilegen der Öffnung durch Ätzen ohne Photolackmaskierung die wiederfreigelegte Öffnung automatisch mit großer Genauigkeit in bezug auf die ursprüngliche öffnung ausgerichtet. Die beiden öffnungen sind nämlich praktisch identisch. Dieses Wiederfreilegenuncovering the opening by etching without photoresist masking the re-exposed opening automatically aligned with great accuracy with respect to the original opening. The two openings are namely practically identical. This re-exposure wird naturgemäß fortgelassen, wenn während und nach der Bildung des Teiles 10 die dazu verwendete öffnung frei bleibt, was z. B. der Fall sein kann, wenn die Diffusion in einem nicht-oxydierenden Milieu durchgeführt wird.is naturally omitted if during and after the formation of the part 10, the opening used for this purpose remains free, which z. B. may be the case if the Diffusion is carried out in a non-oxidizing medium.

Obenstehendes gilt auch für die öffnung, die für den Emittermetallkontakt benötigt wird. In diesem Fall ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß der Metallkontakt automatisch bis auf einen kleinen Abstand vomThe above also applies to the opening for the Emitter metal contact is required. In this case there is the additional advantage that the metal contact automatically up to a small distance from

PN-Übergang reicht, wodurch der Reihenwiderstand des Emitters besonders niedrig sein kann.PN junction is enough, reducing the series resistance of the emitter can be particularly low.

Die beschriebene Halbleiteranordnung nach der Erfindung kann außer in den an Hand der Figuren beschriebenen Kombinationen auch in Verbindung mit z. B. einem oder mehreren weiteren selbstisolierenden Transistoren, mit (einem) Feldeffekttransistoren) mit Dioden und/oder mit Kapazitäten verwendet werden. Bei Kombination mit einem oder mehreren weiteren isolierten Schaltungselementen können die für diese Elemente zu verwendenden schalenförmigen Isoüerzonsn nicht nur, wie beschrieben, selber einen Teil des betreffenden Schaltungselementes bilden und z. B. den Kollektor eines komplementären Transistors bilden, sondern auch lediglich als Isolierung dienen. Ferner kann die dritte Zone des zweiten Transistors auch eine epitaktische Schicht sein, die auf einem Substratkristall vom entgegengesetzten Leitungstyp oder auf einer isolierenden Unterlage angebracht ist.The described semiconductor arrangement according to the invention can except in those with reference to the figures described combinations also in connection with z. B. one or more other self-insulating Transistors, with (a) field effect transistor) with Diodes and / or with capacitors can be used. When combined with one or more others Isolated circuit elements, the shell-shaped Isoüerzonsn to be used for these elements can not only, as described, a part of the relevant circuit element form and z. B. the Form the collector of a complementary transistor, but also serve only as insulation. Further The third zone of the second transistor can also be an epitaxial layer which is formed on a substrate crystal of the opposite type of conduction or attached to an insulating surface.

Die vorstehende Wand der schalentörmigen Isolierzone kann nicht nur teilweise, sondern auch völlig durch Diffusion aus einem an der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der epitaktischen Schicht angebrachten vergrabenen Gebiet erhalten werden. Die Erfindung läßt sich auch bei Integration logischer Schaltungen in 2s anderen Ausführungen wie DTL, ECL und E2CU anwenden. Widerstände mit großem Wert, wie der Widerstand An in Fig.9, können zur Raumersparurig zu einem mehr oder weniger großen Teil dadurch als vergrabene Widerstände ausgebildet werden, daß sie örtlich mit einer Zone vom entgegengesetzten Leiitungstyp bedeckt werden. Ferner können andereThe protruding wall of the shell-shaped insulating zone can be obtained not only partially but also entirely by diffusion from a buried region provided at the interface between the substrate and the epitaxial layer. The invention can also be used with the integration of logic circuits in other versions such as DTL, ECL and E 2 CU. Resistors with a large value, such as the resistor An in FIG. 9, can be designed as buried resistors to a greater or lesser extent in order to save space by locally covering them with a zone of the opposite line type. Furthermore, others can Materialien, wie Germanium oder halbleitende A'"BV-Verbindungsn, und für die isolierende und/oder maskierende Schicht z.B. Siliciumnitrid, Aluminiumoxyd oder Kombinationen derselben mit Siliciumoxyd verwendet werden. Für das Metallisierungsmuster sind neben Aluminium andere Leiter, wie Molybdän, oder zusammengesetzte aus verschiedenen Schichten, wie Titan-Platin-Gold aufgebaute Schichten geeignet Die diffundierten Kontaktzonen können z. B. durch Platin-Silicidkontakte ersetzt werden. In dem schalenförmigen isolierenden Gebiet des selbstisolierenden Transistors und/oder in dem schalenförmigen Gebiet eines weiteren Schaltungselementes können einfach eine oder mehrere Dioden dadurch erhalten werden, daß darin zugleich mit der Emitterzone eine oder mehrere zusätzliche Zonen, die z. B. Kathoden bilden, angebracht werden, wobei der isolierende Teil dann als Anode wirkt Im allgemeinen sind die Abmessungen des isolierenden Teiles genügend groß, um parasitäre Transistorwirkung zwischen diesen zusätzlichen Zonen, dem isolierender: Teil und einem an diesen Teil grenzenden Halbleiterget iet, wie der Kollektorzone oder dem Substrat, praktisch völlig zu vermeiden.Materials such as germanium or semiconducting A '"B V compounds, and for the insulating and / or masking layer, for example, silicon nitride, aluminum oxide or combinations thereof with silicon oxide. For the metallization pattern, besides aluminum, other conductors such as molybdenum or a composite of are used Different layers, such as titanium-platinum-gold layers are suitable The diffused contact zones can be replaced by platinum-silicide contacts, for example Diodes are obtained in that at the same time as the emitter zone one or more additional zones, which for example form cathodes, are attached, the insulating part then acting as an anode between these z Additional zones, the insulating part and a semiconductor device bordering on this part, such as the collector zone or the substrate, can be practically completely avoided.

Es sei bemerkt, daß in den beschriebenen Ausführungsforjnen das schalenförmige isolierende Gebiet die übrigen Zonen des selbstisolierenden Transistors völlig umgibt, was auch vorzugsweise der Fall ist Es ist aber einleuchtend, daß unter gewissen Umständen die schalenförmige Isolierzone örtlich unierbrochen sein kann, z. B. um in Inneren des Halbleiterkörpers einen Anschluß an die Kollektorzone zu erhalten.It should be noted that in the embodiments described, the bowl-shaped insulating region is the completely surrounds the remaining zones of the self-isolating transistor, which is also preferably the case but it is Obviously, under certain circumstances, the bowl-shaped insulating zone can be locally uninterrupted can e.g. B. in order to obtain a connection to the collector zone in the interior of the semiconductor body.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims (17)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper, in dem sich die Halbleiterzonen mindestens eines ersten und eines zweiten Transistors erstrek- s ken, wobei der Halbleiterkörper eine praktisch ebene Oberfläche aufweist und sowohl der erste als auch der zweite Transistor mindestens eine Gruppe von drei aufeinanderfolgenden, an diese Oberfläche grenzenden Halbleiterzonen abwechselnden Leitungstyps enthält, von denen sich jeweils die zweite Zone — von der Oberfläche her gesehen — bis unterhalb der ersten Zone und sich die dritte Zone bis unterhalb der zweiten Zone erstreckt, wobei entsprechende Zonen der beiden Gruppen vom is gleichen Leitungstyp sind und die dritte Zone des ersten Transistors im Halbleiterkörper praktisch völlig von einem schalenförmigen Gebiet umgeben ist, welches einen den ersten Transistor wenigstens praktisch völlig umgebenden isolierenden PN-Obergang bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das schalenförmige Gebiet (2) mit dem zwischen der ersten (4) und der dritten Zone (6) des ersten Transistors (Ti) liegenden Teil (10) der zweiten Zone (5) zusammenhängt und somit einen Teil der zweiten Zone (5,10,2) dieses Transistors (TX) bildet, wobei der isolierende PN-Übergang durch den zwischen dem schalenförmigen Gebiet (2) und der dritten Zone (9) des zweilen Transistors (T2) liegenen PN-Übergang (11) gebildet wird. Jo1. Semiconductor arrangement with a semiconductor body in which the semiconductor zones of at least one first and one second transistor extend, the semiconductor body having a practically flat surface and both the first and the second transistor at least one group of three consecutive to this Surface-bordering semiconductor zones of alternating conductivity type, of which the second zone - viewed from the surface - extends to below the first zone and the third zone extends to below the second zone, corresponding zones of the two groups being of the same conductivity type and the third zone of the first transistor in the semiconductor body is practically completely surrounded by a shell-shaped region which forms an insulating PN junction which at least practically completely surrounds the first transistor, characterized in that the shell-shaped region (2) with the one between the first (4) and the third Z one (6) of the first transistor (Ti) lying part (10) of the second zone (5) and thus forms part of the second zone (5,10,2) of this transistor (TX) , the insulating PN junction through the PN junction (11) located between the shell-shaped area (2) and the third zone (9) of the two-line transistor (T2) is formed. Yo 2. Halbleiterunordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zwischen der ersten (4) und der dritten Zone (t>) des e.sten Transistors (Ti) liegende Teil (10) der zweiten Zone (5,10,2) in einer Richtung parallel zu der Oberfi;.jhe (3) bis zu dem schalenförmigen Gebiet (2) erstreckt und sich an dieses Gebiet anschließt2. Semiconductor disorder according to claim 1, characterized in that the part (10) of the second zone (5,10,2) lying between the first (4) and the third zone (t>) of the first transistor (Ti) extends in a direction parallel to the upper surface (3) up to the bowl-shaped area (2) and adjoins this area 3. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zone (7) des zweiten Transistors (T2) im *o Halbleiterkörper (1) völlig von der zweiten Zone (8) dieses Transistors umgeben ist und daß der zweiite Transistor ein bipolarer Transistor ist, dessen erste (7), zweite (8) und dritte Zone (9) die Emitter-, die Basis- bzw. die Kollektorzone bilden. 4S3. Semiconductor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first zone (7) of the second transistor (T2) in the * o semiconductor body (1) is completely surrounded by the second zone (8) of this transistor and that the second transistor is a is a bipolar transistor, the first (7), second (8) and third zone (9) of which form the emitter, base and collector zones, respectively. 4 pp 4. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der ersten (4) und der dritten (6) des ersten Transistors (Tl) liegende Teil (10) der zweiten Zone4. Semiconductor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the between the first (4) and the third (6) of the first transistor (Tl) lying part (10) of the second zone (5,10,2) die erste Zone (4) völlig umgibt und daß die erste (4), die zweite (5) und die dritte Zone (6) des ersten Transistors die Emitter-, die Basis- bzw. die Kollektorzone eines bipolaren Transistors bilden.(5,10,2) completely surrounds the first zone (4) and that the first (4), second (5) and third zone (6) of the first transistor, the emitter, the base and the Form the collector zone of a bipolar transistor. 5. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Zone (9) des zweiten Transistors (T2) ein Substrat (9a) von einem ersten Leitungstyp ist, auf dem eine epitaktische Schicht (9b) vom ersten Leitungstyp angebracht ist, wobei das schalenförmige Gebiet (2) der zweiten Zone (5,10, 2) des ersten Transistors (Tl) eine Oberflächenzone (2ajaufweiiit, die an der Oberfläche (3) des Halbleiterkörpers einen Teil der epitaktischen Schicht umgibt sich im Halbleiterkörper bis zu einem an der Grenzfläche zwischen der epitaktischen Schicht (9b) und dem Substrat (9a) liegenden Gebiet (2b) vom zweitem Leitungstyp erstreckt und mit diesem Gebiet zusammenhängt.5. Semiconductor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the third zone (9) of the second transistor (T2) is a substrate (9a) of a first conductivity type, on which an epitaxial layer (9b) of the first conductivity type is applied, wherein the shell-shaped region (2) of the second zone (5,10, 2) of the first transistor (Tl) has a surface zone (2ajaufweiiit, which on the surface (3) of the semiconductor body surrounds part of the epitaxial layer up to one in the semiconductor body the interface between the epitaxial layer (9b) and the substrate (9a) lying region (2b) of the second conductivity type extends and is connected to this region. 6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Widerstand des Substrats {&a) niedriger als der der epitaktischen Schicht (9b) ist6. Semiconductor arrangement according to claim 5, characterized in that the specific resistance of the substrate {& a) is lower than that of the epitaxial layer (9b) 7. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem ersten (44 bis 47) und dem zweiten Transistor (49, 5C und 40 bis 43) mindestens ein weiteres Schaltungselement (51, 52, 53) vorhanden ist, das gleichfalls von einem isolierenden PN-Übergang (48) zwischen einem schalenförmigen Gebiet (53) und der dritten Zone (40 bis 43) des zweiten Transistors umgeben ist (F i g. 7).7. Semiconductor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that except the first (44 to 47) and the second transistor (49, 5C and 40 to 43) at least one more Circuit element (51, 52, 53) is present, which also consists of an insulating PN junction (48) between a bowl-shaped area (53) and the third zone (40 to 43) of the second Transistor is surrounded (Fig. 7). 8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß das schalenförmige Gebiet (53) der zweiten Zone (45,46) des ersten Transistors mit dem schalenförmigen Gebiet (53) des weiteren Schaltungselements zusammenhängt wodurch der erste Transistor und das weitere Schaltungselement elektrisch miteinander verbunden sind.8. Semiconductor arrangement according to claim 7, characterized in that the shell-shaped region (53) the second zone (45, 46) of the first transistor with the cup-shaped region (53) further Circuit element related thereby the first transistor and the further circuit element are electrically connected to each other. 9. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sich auf der Oberfläche (3) des Halbleiterkörpers (1) eine Isolierschicht (23) befindet wobei die zweite Zone (5, 10, 2) des ersten Transistors (TX) mit einem leitenden Kontakt (25) versehen ist, der in einer öffnung (24) ir, der Isolierschicht (23) mit dem schalenförmigen Gebiet (2) der zweiten Zone verbunden ist (F i g. 4).9. Semiconductor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that there is an insulating layer (23) on the surface (3) of the semiconductor body (1), the second zone (5, 10, 2) of the first transistor (TX) having a conductive one Contact (25) is provided, which is connected in an opening (24) in the insulating layer (23) to the shell-shaped area (2) of the second zone (FIG. 4). 10. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die erste Zone (4) des ersten Transistors (TX) im Halbleiterkörper völlig von der zweiten Zone (5) umgeben ist10. Semiconductor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first zone (4) of the first transistor (TX) in the semiconductor body is completely surrounded by the second zone (5) 11. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (20) der ersten Zone (4) des ersten Transistors (TX) an der Oberfläche der Kontur des zwischen der ersten Zone (4) und der dritten Zone /6) liegenden Teiles (10) der zweiten Zone (5,10,2), wenigstens insofern diese Kontur außerhalb des schalenförmigen isolierenden Gebietes (2) der zweiten Zone liegt, überall in praktisch gleichem Abstand folgt11. Semiconductor arrangement according to claims 9 and 10, characterized in that the contour (20) of the first zone (4) of the first transistor (TX) on the surface of the contour of the between the first zone (4) and the third zone / 6 ) lying part (10) of the second zone (5,10,2), at least insofar as this contour lies outside the bowl-shaped insulating area (2) of the second zone, follows everywhere at practically the same distance 12. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der zwischen der ersten Zone (4) und der dritten Zone (6) des ersten Transistors liegende Teil (10) der zweiten Zone (5, 10, 2), insofern er innerhalb des schalenform igen isolierenden Gebietes (2) liegt, an der Oberfläche größtenteils an die dritte Zone (6) des ersten Transistors grenzt und von dieser Zone umgeben ist (F i g. 5).12. Semiconductor arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that between the first zone (4) and the third zone (6) of the first transistor lying part (10) of the second zone (5, 10, 2), insofar as it lies within the shell-shaped insulating area (2), on the surface largely to the third zone (6) of the first transistor and is surrounded by this zone (Fig. 5). 13. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zone (78, 79) des ersten Transistors (TXV) an der Oberfläche (84) wenigstens einen örtlich aus dem schalenförmigen Gebiet (79) hervorragenden Teil (86) aufweist, der an die dritte Zone (71, 72) des zweiten Transistors (T 16) grenzt, sich in einer Richtung quer zu der Oberfläche (84) über einen kleineren Abstand als das schalenförmige isolierende Gebiet (79) in dem Halbleiterkörper erstreckt und mit einem leitenden Kontakt (87) versehen ist (F ig. 12—14).13. Semiconductor arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the second zone (78, 79) of the first transistor (TXV) on the surface (84) has at least one part (86) protruding locally from the bowl-shaped region (79) which adjoins the third zone (71, 72) of the second transistor (T 16), extends in a direction transverse to the surface (84) over a smaller distance than the shell-shaped insulating region (79) in the semiconductor body and with a conductive contact (87) is provided (Figs. 12-14). 14. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp14. A method for producing a semiconductor arrangement according to any one of the preceding claims, characterized in that on a surface of a semiconductor substrate of the first conductivity type örtlich in einem ersten Oberflächengebiet Aktivatoren vom zweiten Leitungstyp eingebracht werden, daß auf der erwähnten Oberfläche eine epitaktische Schicht vom ersten Leitungstyp gebildet und von der vom Substrat abgekehrten oberen Fliehe der epitäktischen Schicht her eine Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp eingebracht wird, die an der oberen Fläche einen Teil der epitaktischen Schicht, der das erste Oberflächengebiet bedeckt, umgibt und daß bei den bei der Herstellung durchgeführten Wärmebehandlungen durch Diffusion von Aktivatoren vom zweiten Leitungstyp in der epitaktischen Schicht von der oberen Fläche her und aus dem ersten Oberflächengehiet das schalenförmige Gebiet der zweiten Zone des ersten Transistors gebildet wird.Activators of the second conductivity type are introduced locally in a first surface area, that on the surface mentioned an epitaxial layer of the first conductivity type is formed and of the facing away from the substrate upper fly of the epitäktischen layer ago a surface zone of the second conductivity type is introduced, which on the upper surface surrounds a portion of the epitaxial layer that covers the first surface area and that in the heat treatments carried out during manufacture by diffusion of activators of the second conductivity type in the epitaxial Layer from the top surface and from the first surface includes the cup-shaped region of the second region of the first transistor is formed. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat verwendet wird, von dem die an die Oberfläche grenzende Schicht, wenigstens an der Stelle des ersten Oberflächengebietes, einen höheren spezifischen Widerstand als der übrige Teil des Substrats aufweist.15. The method according to claim 14, characterized in that a substrate is used from which the layer adjoining the surface, at least at the location of the first surface area, has one has a higher specific resistance than the rest of the substrate. 16. Verfahren nach Anspruch 14 oder la, dadurch gekennzeichnet, daß von der oberen Fläche der epitaktischen Schicht her nach der Anbringung der Aktivatoren zur Bildung der Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp in einem Oberflächengebiet, das wenigstens den Innenrand der erwähnten Oberflächenzone teilweise bedeckt, der zwischen der ersten und der dritten Zone liegende Teil der zweiten Zone des ersten Transistors angebracht wird.16. The method according to claim 14 or la, characterized in that of the upper surface of the epitaxial layer ago after the application of the activators to form the surface zone from second conductivity type in a surface area that has at least the inner edge of the mentioned Surface zone partially covered, the part lying between the first and the third zone second zone of the first transistor is attached. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der ersten und der dritten Zone liegende Teil der zweiten Zone über eine Öffnung in einer auf der freien Oberfläche angebrachten Maskierungsschicht angebracht wird, wonach über eine zweite öffnung, deren Begrenzung praktisch mit der ersten Öffnung zusammenfällt, Aktivatoren zur Bildung der ersten Zone des ersten Transistors in den Halbleiterkörper eingebracht werden.17. The method according to claim 16, characterized in that between the first and the third Zone lying part of the second zone over an opening in one on the free surface applied masking layer is applied, after which a second opening, the boundary of which practically coincides with the first opening, activators to form the first zone of the first transistor are introduced into the semiconductor body.
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