DE2424251A1 - Darlington-schaltung - Google Patents

Darlington-schaltung

Info

Publication number
DE2424251A1
DE2424251A1 DE2424251A DE2424251A DE2424251A1 DE 2424251 A1 DE2424251 A1 DE 2424251A1 DE 2424251 A DE2424251 A DE 2424251A DE 2424251 A DE2424251 A DE 2424251A DE 2424251 A1 DE2424251 A1 DE 2424251A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
emitter
base
region
base region
regions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2424251A
Other languages
English (en)
Inventor
Willem Gerard Einthoven
Jun Carl Franklin Wheatley
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Publication of DE2424251A1 publication Critical patent/DE2424251A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/082—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including bipolar components only
    • H01L27/0823—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including bipolar components only including vertical bipolar transistors only
    • H01L27/0825—Combination of vertical direct transistors of the same conductivity type having different characteristics,(e.g. Darlington transistors)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/07—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common
    • H01L27/0744—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common without components of the field effect type
    • H01L27/075—Bipolar transistors in combination with diodes, or capacitors, or resistors, e.g. lateral bipolar transistor, and vertical bipolar transistor and resistor
    • H01L27/0755—Vertical bipolar transistor in combination with diodes, or capacitors, or resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04026—Bonding areas specifically adapted for layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061—Disposition
    • H01L2224/0618—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/06181—On opposite sides of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29116—Lead [Pb] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83191—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203—Rectifying Diode
    • H01L2924/12036—PN diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

Dipl.-Ing. H. Sauerland · ür.-:ng. R. König · Dipl.-Ing. K. Bergen Patentanwälte · Aaaa Düsseldorf 3D · Cecilienallee 7b ■ Telefon 43 27 3Ξ
17. Mai 1974 29 347 B
RCA Corporation, 30 Rockefeiler Plaza, New York, N.Y. 10020 (V.St.A.)
"Darlington-Schaltung"
Die Erfindung bezieht sich auf integrierte Halbleiterschaltungen, insbesondere auf sogenannte "Darlington"-Schaltungen«,
Darlington-Schaltungen werden in der Elektronik in großem Maße verwendet und bestehen aus zwei Transistoren, sowie gegebenenfalls zwei Widerständen und einer Diode. Eine derartige Schaltung ist bereits kommerziell in integrierter Form erhältlich, d.h. sämtliche Einzelkomponenten der Schaltung und die verschiedenen elektrischen Verbindungen zwischen ihnen sind innerhalb eines einzigen Chips oder Pellets aus Halbleitermaterial untergebracht, wobei das Chip in ein Gehäuse eingebaut ist und drei nach außen reichende Anschlüsse aufweist.
Wenngleich derartige integrierte Darlington-Schaltungen mit Erfolg eingesetzt werden konnten, besteht ein Bedürfnis, sowohl die Arbeitseigenschaften des Bauteils als auch ihre Fabrikation zu verbessern, insbesondere den Widerstandswert eines der beiden Widerstände dieser Bauteile erheblich zu vergrößern, ohne das Bauteil in seiner Gesamtheit zu vergrößern oder seine Kosten zu erhöhen.
409650/0824
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Emitterbereich eines der Transistoren an der Oberfläche des Halbleiterkörpers einen Oberflächenschnitt des Basisbereichs des einen Transistors umgibt und den Oberflächenschnitt des Emitterbereichs des anderen Transistors vollständig umgibt„
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darlington-Schaltung, in schematischer Darstellung ;
Fig. 2 einen verschiedene Elemente der Schaltung gemäß Fig. 1 enthaltenden Halbleiterkörper, in Draufsicht, ohne das die verschiedenen Elemente miteinander verbindende Metallisierungsmuster;
Fig. 5 die Darstellung gemäß Fig. 2, jedoch mit Metallisierungsmuster ;
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3; und
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig.3.
Gemäß Fig. 1 weist die Darlington-Schaltung einen Eingangstransistor 2 und einen Ausgangs-Leistungstransistor 3 auf, wobei der Emitter 4 des Eingangstransistors 2 elektrisch mit der Basis 5 des Leistungstransistors verbunden ist. Obwohl die Transistoren 2 und 3 als NPN-Bauteile dargestellt sind, können in der Schaltung auch PNP-Transistoren verwendet werden. Der Kollektor 6 bzw. 7 jedes Transistors 2 bzw. 3 ist mit einem Anschluß 8 verbunden. Zwischen die Basis 10 und den Emitter 4 des Eingangstransistors 2 ist ein erster Widerstand 9 geschaltet, während ein zweiter Widerstand 11 zwischen der Basis 5
409850/0824
und dem Emitter 12 des Leistungstransistors 3 angeordnet ist. Eine Diode 13 liegt zwischen dem Emitter 12 und dem Kollektor 7 des Leistungstransistors 3. Die Wirkungsweise der mit drei Anschlüssen versehenen Darlington-Schaltung wird somit bestimmt durch einen gemeinsamen Kollektoranschluß 8, einen mit der Basis 10 des Eingangstransistors 2 verbundenen Anschluß 14 und einen mit dem Emitter 12 des Transistors 3 verbundenen Anschluß 15.
Anhand der Figuren 2 bis 5 wird ein Halbleiterbauteil beschrieben, das sämtliche Elemente und Verbindungen der in Fig. 1 dargestellten Schaltung integriert enthält. Das erfindungsgemäße Bauteil ist zwar ähnlich dem unter der Bezeichnung RCA 2N6385 kommerziell erhältlichen Bauteil, besitzt demgegenüber jedoch erhebliche Vorteile. Das erfindungsgemäße Bauteil, insgesamt mit 20 bezeichnet (Figo 4), wird in einem Halbleiterkörper 22 (z.B. Silizium) gebildet, der obere und untere, gegenüberliegende Oberflächen 24 bzw. 26 sowie eine Seitenfläche aufweist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein NPN-Bauteil dargestellt; dieses kann jedoch auch als PNP-Bauteil ausgebildet sein.
Das Bauteil 20 weist im Körper 22 benachbart zur unteren Oberfläche 26 ein hochleitfähiges Substrat 28 mit N-Leitfähigkeit auf, sowie benachbart zum Substrat 28 einen Kollektorbereich 30 mit N-Leitfähigkeit. Das Bauteil enthält weiterhin einen P-leitenden Basisberefch 32 im Körper 22 zwischen der oberen Oberfläche 24 und dem Kollektorbereich 30. Die Basis 32 und der Kollektor werden durch einen Basis-Kollektor-PN-Übergang 31 getrennt, der sich durch das gesamte Bauteil 20 erstreckt und die Seitenfläche 27 schneidet.
409850/0824
Von der Oberfläche 24 des Körpers 22 aus erstrecken sich zwei Emitterbereiche 34 und 36 in den Basisbereich 32. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist der Basisbereich 32 an den Stellen der Fig. 2 und 3, wo er sichtbar ist, punktiert dargestellt. Gemäß den Figuren 2 und 4 ist der Emitterbereich 36, der dem Ausgangstransistor des Bauteils, wie nachfolgend erklärt, zugeordnet ist, vollständig von einem Tiil 32a des Basisbereichs 32 umgeben, wobei sich der Teil 32a bis zur Oberfläche 24 des Körpers 22 erstreckt. Der Emitterbereich 36 bildet einen PN-Übergang 38 mit dem Basisbereich 32, wobei der PN-Übergang 38 einen Schnitt 38a mit der Oberfläche 24 des Körpers 22 hat.
Der andere Emitterbereich 34, der dem Eingangstransistor der Schaltung zugeordnet ist, ist in gleicher Weise vollständig von einem Teil des Basisbereichs 32 umgeben, wobei dieser umgebende Teil 32b entlang der oberen Peripherie des Körpers 22 angeordnet ist. Der Emitterbereich 34 hat die Form einer mißlungenen Acht. Eine äußere Schleife 34a des Emitterbereichs 34 erstreckt sich vollständig um den Emitter 36 und wird von diesem durch den Teil 32a des Basisbereichs 32 getrennt. Die andere äußere Schleife 34b des Emitters 34 umgibt einen Teil 32c des Basisbereichs 32. Die beiden Emitterschleifen 34a und 34b vereinigen sich in einem gemeinsamen Schleifensegment 34c. Der Emitter 34 bildet einen PN-Übergang 42 mit dem Basisbereich 32, wobei die Schnitte des Übergangs 42 mit der Oberfläche 24 des Körpers 22 drei geschlossene Schleifen 42a, 42b und 42c bilden.
Aus der bisherigen Beschreibung geht hervor, daß der Ausgangstransistor 3 der in Fig. 1 dargestellten Darlington-Schaltung durch den Emitterbereish 36, den Teil des Basis-
409850/0824
bereichs 32, der den PN-Übergang 38 mit dem Emitterbereich 36 bildet, und den Teil des Kollektorbereichs 30, der im wesentlichen unterhalb dieser Emitter- und Basisbereiche liegt, gebildet wird.
Der Eingangstransistor 2 der Schaltung enthält den Teil des Emitterbereichs 34, der den Basisteil 32c umgibt, den Basisteil 32c, der den PN-Übergang 42 mit dem Emitter 34 bildet, und die unterhalb dieser Emitter- und Basisbereiche liegenden Teile des Kollektorbereichs 30.
Um die übrigen Komponenten der Darlington-Schaltung und die erforderlichen Verbindungen herzustellen, werden auf den Oberflächen 24 und 26 des Körpers 22 Metallkontakte, zU3. aus Blei oder einer Blei-Zinnlegierung, hergestellt. So ist gemäß Fig. 4 auf der Oberfläche 26 ein Metallkontakt 40 vorgesehen, der in Ohm'schem Kontakt mit dem Substrat 28 steht und somit eine Ohm'sche Verbindung zum Kollektorbereich 30 beider Transistoren der Schaltung bildet. Ein Metallkontakt 43 steht in Ohm'schem Kontakt mit dem Basisteil 32c, der vom Emitter 34 umgeben ist.
Zwei weitere Metallkontakte 44 und 46 sind jeweils mit einem der Emitter 34 bzw. 36 verbunden sowie mit dem Basisbereich 32. Dies geht am besten aus Fig. 3 hervor, in der zur Vereinfachung der Darstellung die verschiedenen Metallkontakte schraffiert dargestellt sind. Dadurch wird deutlich, daß der Metallkontakt 46 vollständig innerhalb der durch den PN-Übergang-Oberflächenschnitt 38a gebildeten Grenzen liegt, mit der Ausnahme einer Ohm'-sehen Verbindung des Metallkontakts 46 mit einer Zunge oder einem Kanal 50 des Teils 32a des Basisbereichs 32, der sich in den Emitterbereich 36 unter dem Kontakt 46 erstreckt (siehe auch Fig. 5). Der Kanal 50 gehört, wie
409850/0824
nachfolgend beschrieben wird, zur Diode 13 der in Fig. gezeigten Schaltung.
Der andere Metallkontakt 44 steht in Ohmrscher Verbindung mit dem Emitter 34. Wie in den Zeichnungen dargestellt, befindet sich der Kontakt 44 vollkommen innerhalb des Oberflächenschnitts 42a des PN-Übergangs 42 und umgibt den Oberflächenschnitt 42b vollkommen, ohne diesen zu berühren. Bezüglich des Oberflächenschnitts 42c des PN-Übergangs 42 erstreckt sich der Kontakt 44 jedoch bis und über die gesamte Länge des Schnitts 42c und steht mit dem Basisteil 32a, der den Emitter 36 umgibt, in Ohm'schem Kontakt.
Die in Fig. 1 dargestellte Darlington-Schaltung setzt sich somit folgendermaßen zusammen.
Die Schaltungsverbindung zwischen den Kollektoren 6 und 7 der beiden Transistoren 2 bzw0 3 wird durch den Substratbereich 28 und den Kontakt 40 auf der unteren Oberfläche 26 des Körpers 22 gebildet,, Die Verbindung zwischen dem Emitter 4 des Transistors 2 und der Basis des Transistors 3 ergibt sich durch den Metallkontakt (Fig. 3 und 4), der den Emitterbereich 34 und den Teil 32a des Basisbereichs 32 kontaktiert. Die Diode 13, zwischen den Kollektor 7 und den Emitter 12 des Transistors 3 geschaltet, besteht aus dem Kanal 50 (Fig. 3 und 5) des Basisbereichs 32 und dem direkt darunterliegenden Teil des Kollektorbereichs 30. Das heißt, die Anode der Diode 13 ist der N-leitende Kollektorbereich 30, die Diodenkathode 62 besteht aus dem P-leitenden Kanal 50 und die Verbindung zwischen der Kathode 62 und dem Emitter des Transistors 3 wird durch den Kontakt 46 gebildet, der mit dem Kanal 50 und dem Emitterbereich 36 in Verbindung steht. Der Widerstand 11 ergibt sich aus dem Widerstand
409850/082 4
des Teils 32d des Basisbereichs 32 zwischen den Kanten der beiden Kontakte 44 und 46 an der Mündung des Kanals 50.
Der Widerstand 9 setzt sich aus verschiedenen, verteilt angeordneten Komponenten zusammen, wobei jede der Komponenten einen Strompfad vom Basisbereichkontakt 43, durch den Basisbereich 32, unterhalb des Emitters 34 und zum Kontakt 44 enthält, wo er sich über die Schleife 42c, die durch den Schnitt des Emitter-Basis-Übergangs mit der Oberfläche gebildet wird, erstreckt und den Teil 32a des Basisbereichs kontaktiert. Verschiedene dieser Strompfade sind in Fig. 3 durch gestrichelte Pfeile dargestellt.
Wegen der achtförmigen Ausbildung des Emitters 34 liegt eine Reihe von Strompfaden zwischen den Kontakten 43 und 44 unterhalb des Schleifensegments 34c des Emitters. Diese Pfade sind die kürzesten Widerstandspfade und stellen Komponenten niedrigen Widerstands des Widerstands 9 dar.
Weitere Strompfade verlaufen vom Kontakt 43 zu den unterhalb der Schleife 34b (vgl. Fig. 2) des Emitters liegenden Teilen des Basisbereichs 32, entlang den an der Peripherie vorgesehenen Basisteilen 32b, die den Emitter 34 umgeben, unter der Emitterschleife 34a zu den Basisteilen 32a und schließlich zum Kontakt 44 (Fig. 3). Diese letzteren Pfade, von denen einige halb um den Ausgangstransistor (den Emitter 36) verlaufen, stellen Komponenten hohen Widerstands für den Widerstand 9 dar und sorgen für wesentlich höhere Widerstandswerte des Widerstands 9 als sie bei den eingangs erwähnten bekannten Bauteilen erreichbar sind.
409850/0824
Das bedeutet: bei dem bekannten, mit der vorliegenden Erfindung verbesserten Bauteil (RCA 2N6385) wird der Emitter des Eingangstransistors vollständig vom Emitter des Ausgangstransistors umgeben, wobei dazwischen ein Basisbereich liegt. Das führt dazu, daß sämtliche Strompfade zwischen dem Basiskontakt des Eingangstransistors und dem Emitterkontakt desselben dort relativ kurz sind, wo er sich über den Basis-Emitter-Übergang des Eingangstransistors erstreckt. Somit besitzt der dem Widerstand 9 der in Fig. 1 dargestellten Schaltung entsprechende Widerstand dieser bekannten Bauteile einen wesentlich niedrigeren Wert als der Widerstand 9. Für viele Anwendungsfälle sind jedoch Widerstände 9 mit großen Widerstandswerten besonders erwünscht.
Wie bereits erwähnt, führt das Umgeben des Emitterbereichs 36 mit der Schleife 34a des Emitterbereichs 34 zu langen Strompfaden und somit zu hohen Widerstandswerten. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß es nicht die "umgebende" Zuordnung der Schleife 34a zum Emitterbereich 36 ist, die zu den hohen Widerstandswerten führt, sondern vielmehr der durch die Schleife 34a verlängerte Pfad. Hohe Widerstandswerte können daher auch dann erreicht werden, wenn die Schleife 34a nicht geschlossen ist und den Emitterbereich 36 nicht vollständig umgibt. In dem Maße, wie die Schleife 34a den Emitterbereich 36 nicht vollständig umgibt und somit etwas kürzer in ihrer Länge ist, als sie sein könnte, wird der Widerstandswert des Widerstands 9 verringert.
409850/0824

Claims (4)

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. König · Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte ■ 4ooo Düsseldorf ao · Cecilienallee vb ■ Telefon 433732 PP* PZi P*." 1 $*'-W K NACHQERE.OHTI RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, N.Y. 10020 (V.St.A.) Neue Patentansprüche;
1. Integrierte Halbleiterschaltung, bestehend aus einem Halbleiterkörper sowie verschiedenen Bereichen innerhalb des Körpers, die Emitter, Basis und Kollektor zweier Transistoren bilden, wobei die Emitter- und Basisbereiche sich von einer Oberfläche des Körpers aus in diesen hinein erstrecken, dadurch gekennzeichnet , daß der Emitterbereich (34) eines der Transistoren an der Oberfläche (24) des Halbleiterkörpers einen Oberflächenschnitt (42b) des Basisbereichs (32c) des einen Transistors umgibt und den Oberflächenschnitt (38a) des Emitterbereichs (36) des anderen Transistors vollständig umgibt.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Emitterbereiche (34, 36) der zwei Transistoren durch einen Teil des Basisbereichs (32) an der Oberfläche (24) getrennt sind, und daß ein an der Oberfläche (24) vorgesehener Metallkontakt (44) in Ohm1Sehern Kontakt mit dem umgebenden Emitterbereich (34) und dem die beiden Emitterbereiche (34, 36) trennenden Teil des Basisbereichs (32) steht.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der umgebende Bereich
409850/0824
NACHQEREICHTJ
an der Oberfläche von einem anderen Teil des Basisbereichs umgeben ist und einen Übergang damit bildet, und daß der Metallkontakt vollständig innerhalb dieses Übergangs angeordnet ist.
4. Integrierte Halbleiterschaltung, gekennzeichnet durch einen Halbleiterkörper, in den sich von einer seiner Oberflächen aus P- und N-Bereiche hineinerstrecken, die Emitter- und Basisbereich zweier Transisto ren bilden, wobei die Basisbereiche der beiden Transistoren miteinander integriert und unterhalb der Emitterbereiche angeordnet sind und an der Oberfläche erste und zweite Teile aufweisen, die erste bzw. zweite Teile der Emitterbereiche umgeben, wobei der erste Emitterbereich einen dritten Teil des Basisbereichs an der Oberfläche umgibt, und der dritte Teil von den ersten und zweiten Teilen des Basisbereichs getrennt und vom ersten Teil umgeben ist, während der erste Emitterbereich den zweiten Teil des Basisbereichs umgibt, und weiterhin gekennzeichnet durch Metallkontakte auf der Oberfläche, von denen ein Kontakt in Ohm'scher Verbindung mit dem ersten Emitterbereich steht und eine erste durchgehende Kante aufweist, die vollständig innerhalb des ersten Teils des Basisbereichs und ohne Kontakt zu diesem angeordnet ist während eine zweite Kante den zweiten Teil des Basisbereichs umgibt und mit diesem in Ohm'schem Kontakt steht.
409850/082Λ fu
Leerseite
DE2424251A 1973-05-25 1974-05-18 Darlington-schaltung Pending DE2424251A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US00363881A US3836995A (en) 1973-05-25 1973-05-25 Semiconductor darlington circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2424251A1 true DE2424251A1 (de) 1974-12-12

Family

ID=23432117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2424251A Pending DE2424251A1 (de) 1973-05-25 1974-05-18 Darlington-schaltung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US3836995A (de)
JP (1) JPS5314474B2 (de)
BE (1) BE815524A (de)
CA (1) CA993116A (de)
DE (1) DE2424251A1 (de)
FR (1) FR2231115B1 (de)
GB (1) GB1450750A (de)
IT (1) IT1010295B (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4072981A (en) * 1975-03-25 1978-02-07 Texas Instruments Incorporated Fast switching Darlington circuit
JPS5522765Y2 (de) * 1975-04-25 1980-05-30
JPS5227277A (en) * 1975-08-25 1977-03-01 Origin Electric Co Ltd Darlington connction type semiconductor unit
US4136355A (en) * 1976-02-10 1979-01-23 Matsushita Electronics Corporation Darlington transistor
JPS5950109B2 (ja) * 1976-07-12 1984-12-06 日本電気株式会社 半導体装置
US4225874A (en) * 1978-03-09 1980-09-30 Rca Corporation Semiconductor device having integrated diode
NL7902632A (nl) * 1979-04-04 1980-10-07 Philips Nv Transistorschakelaar.
US4253105A (en) * 1980-07-03 1981-02-24 Rca Corporation Semiconductor power device incorporating a schottky barrier diode between base and emitter of a PNP device
IT1221867B (it) * 1983-05-16 1990-07-12 Ates Componenti Elettron Struttura di transistore bipolare di potenza con resistenza di bilanciamento di base incroporata by-passable

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1764455C3 (de) * 1968-06-08 1980-02-07 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Monolithisch integrierte Darlington-Transistorschaltung
US3624454A (en) * 1969-09-15 1971-11-30 Gen Motors Corp Mesa-type semiconductor device
US3755722A (en) * 1972-09-28 1973-08-28 Gen Motors Corp Resistor isolation for double mesa transistors

Also Published As

Publication number Publication date
FR2231115A1 (de) 1974-12-20
JPS5022585A (de) 1975-03-11
GB1450750A (en) 1976-09-29
BE815524A (fr) 1974-09-16
FR2231115B1 (de) 1978-11-24
JPS5314474B2 (de) 1978-05-17
IT1010295B (it) 1977-01-10
CA993116A (en) 1976-07-13
US3836995A (en) 1974-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2932152A1 (de) Ueberspannungsschutz zum schutz von einheiten, die halbleiterbauelemente fuer kleine leistungen enthalten
DE2047166B2 (de) Integrierte Halbleiteranordnung
DE2822403A1 (de) Integrierte injektions-logik-vorrichtung
DE2241306A1 (de) Transistor mit veraenderlichem ballastwiderstand
DE69930715T2 (de) Elektronische Halbleiterleistung mit integrierter Diode
DE2424251A1 (de) Darlington-schaltung
DE2255676A1 (de) Halbleiterbauteil mit integrierter darlington-schaltung
DE2045567A1 (de) Integrierte Halbleiter Schaltungs Einrichtung
DE3337156C2 (de)
DE2149039C2 (de) Halbleiterbauelement
DE1937853C3 (de) Integrierte Schaltung
DE69327388T2 (de) Thyristor und Aufbau von Thyristoren mit gemeinsamer Katode
DE1514867A1 (de) Flaechenhafte Halbleiterdiode
DE2852200A1 (de) Integrierte logische schaltung
DE3331631C2 (de)
DE2444589A1 (de) Integrierte halbleiterschaltung
DE3785575T2 (de) Strombegrenzte halbleiterschaltung.
DE2263075A1 (de) Monolithische integrierte halbleiteranordnung
DE1904118A1 (de) Halbleitervorrichtung mit verbessertem Elektrodenanschlussaufbau
DE2922926C2 (de) Mit zwei Anschlüssen versehener, optisch zündbarer, monolithischer Zweiweg-Thyristor
DE2353333A1 (de) Integrierte schaltung
DE2444588C2 (de) Integrierte Darlington-Schaltung
EP0317806B1 (de) Integrierte Schaltungsanordnung mit einer Kapazität
EP0000472A1 (de) Hochintegrierte Halbleiteranordnung enthaltend eine Dioden-/Widerstandskonfiguration
DE2606885A1 (de) Halbleiterbauteil