DE2425652A1

DE2425652A1 - Integrierte schaltung

Info

Publication number: DE2425652A1
Application number: DE19742425652
Authority: DE
Inventors: Wolfdietrich Geor Kasperkovitz
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-05-30
Filing date: 1974-05-28
Publication date: 1974-12-19
Also published as: NL7307527A; FR2232091A1; GB1461655A; JPS53119868U; JPS5633156Y2; JPS5023184A; FR2232091B1; CA1003575A

Description

GÜNTHER M. DAViD

PQtenics:3iS3r PHN.606O

Anmelder: N.V. PHILIPS¹ GLOciLATvIPLMFASRIEKEN Va/AvdV

Akiet TW ί°^° 1 ₅. 5.75

Anmeldung vom» «Z?« ■' ■ r

"Integrierte Schaltung".

Die Erfindung bezieht sich auf eine

integrierte Schaltung, die eine epitaktische Halbleiterschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp enthält, die auf einem Halbleitersubstrat vom zweiten Leitf aiii gkei rs typ angebracht ist, wobei die epitaktische Schicht in eine Anzahl gegeneinander isolierter Inseln vom ersten Leitfähigkeitstyp mit Hilfe von Isolierzonen

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-2-' PHX.6q6O

vom zweiten Leitfähigkeitstyp unterteilt ist, die von der Oberfläche der epitaktischen Schicht bis zu mindestens dem genannten Substrat reichen, wobei in diesen Inseln Schaltungselemente angebracht sind, worunter mindestens ein durch einen zu einer isolierten Insel gehörigen Teil der epitaktischen Schicht gebildeter Widerstand.

Bekanntlich werden in integrierten Schaltungen epitaktische Widerstände verwendet, namentlich wenn der benötigte Widerstandswert derart gross it, dass die übliche Ausführung in Form einer zugleich mit den Basiszonen von Transistoren angebrachten Zone zuviel Raum beansprucht. Der Bedarf an Widerständen mit einem grossen Widerstandswert nimmt zu, je grosser und komplexer die integrierten Schaltungen werden. Wenn die Schaltungen grosser werden wächst das Problem in bezug auf den benötigten Raum schnell auf bedenkliche Weise und müssen die Schaltungselemente und vor allem die Widerstände vorzugsweise geringe Abmessungen aufweisen. Weiter kann die abgeleitete Wärme eine Begrenzung für die Grosse der Schaltung bilden. In diesem Zusammenhang v/erden Schaltungen oder Teilschaltungen mit einer möglichst niedrigen Wärmeableitung und die Anwendung kleiner Ströme angestrebt. Ein niedriger Strompegel erfordert aber Widerstände mit einem verhältnisrnässig hohen Widers tandswert-.

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³ PlIN. 696ο

U.a. aus obenstehenden Gründen ist die

Anwendung epitaktischer Widerstände günstig. In der 'Praxis ergeben sich dabei jedoch oft Schwierigkeiten, insbesondere weil bei der !!einstellung eine wesentlich grössere Streuung des liiderstandswertes als bei den üblicheren diffundierten Widerständen auftritt. Diese grössere Streuung ist wenigstens zu einem wesentlichen Teil auf eine Streuung des spezifischen Widerstandes und der Dicke der epitaktischen Schicht zurückzuführen. Bei den jetzigen Verfahren zum Anwachsen epitaktischer Schichten treten nicht unwesentliche Unterschiede in der Dotierungskonzentration und der Dicke der angewachsenen Schichten auf, die jedoch in nur verhältnismässig geringem Masse die Eigenschaften der auf übliche Weise erhaltenen Schaltungselemente, wie Transistoren, Dioden, Kapazitäten u.dgl., beeinflussen. Diese Unterschiede in den Eigenschaften der epitaktischen Schicht werden sowohl bei einem Vergleich zwischen einzelnen Halbleiterscheiben als auch bei einem Vergleich zwischen verschiedenen Teilen derselben Halbleiterscheibe festgestellt. Infolge dieser Unterschiede sind sowohl die absolute als auch die relative Streuung epit-aktisclier Widerstände gross» wodurch diese Widerstände in vielen Schaltungen wegen ihrer zu grossen Ungenauigkeit nicht verwendet v/erden können.

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Die Erfindung bezweckt, einen Widerstand zur Anwendung in integrierten Schaltungen zu schaffen, der verhältnismässig venig Raum an der Halbleiteroberfläche beansprucht und dennoch einen verhältnismässig hohen Widerstandswert aufweist und der mit einer beträchtlich geringeren Streuung als der bisher übliche epitaktische Widerstand hergestellt werden kann. Der Erfindung liegt u.a. die Erkenntnis zugrunde, dass für einen derartigen verbesserten Widerstand zwar das epitaktische Halbleitermaterial als Widerstandsmaterial verwendet werden kann, dass für die seitliche Begrenzung ausser der Isolierzone auch eine weniger tiefe Begrenzungszone verwendet wird.

Nach der Erfindung ist eine integrierte Schaltung der eingangsbeschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Teil der epitaktischen Schicht, der den Widerstand bildet, an der Oberfläche der epitaktischen Schicht wenigstens zu einem wesentlichen Teil von einer Begrenzungszone vorn zweiten Leitfähigkeitstyp begrenzt ist, deren Eindringtiefe, von der Oberfläche her gerechnet, geringer als die Dicke der epitaktischen Schicht ist, welche Begrenzungszone mit der an den Widerstand grenzenden Isolierzone ein ununterbrochenes Gebiet von zweiton Leltfähigkoits— typ bi3.det.

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Durch, diese verhältnismässig einfache

Änderung des Aufbaus des epitaktischen Widerstandes wird die Genauigkeit bei der Herstellung erheblich vergrössert, insbesondere wenn die Begrenzungszone in der Nähe des pn-Ubergangs einen verhältnismässig grossen Gradienten der Dotierungskonzentration aufweist

Eine besondere bevorzugte Ausführungsform ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine der isolierten Inseln einen Transistor mit einer Basiszone vom zweiten Leitfähigkeit^ typ enthält, wobei die Begrenzungszone und diese Basiszone gleichzeitig in der epitaktisehen Schicht angebracht sind und also praktisch die gleiche Eindringtiefe und praktisch den gleichen Verlauf der Dotierungskonzentration aufweisen· Für' diese Ausführungsform braucht keine einzige zusätzliche Bearbeitung in den üblichen Herstellungsvorgang eingeführt zu werden.

Vorzugsweise weist die Begrenzungszone zwei einander gegenüber liegende Teile auf, zwischen denen sich ein Teil des Widerstandes befindet, in dem die Strombahnen praktisch parallel zu den einander zugekehrten Rändern der beiden Teile der Begrenzungszone verlaufen.

Bei einer weiteren wichtigen Ausführungsform ist der Teil der isolierten Insel, der den Widerstand

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bildet, langgestreckt, während mindestens an einem der Enden ein 'erweiterter Teil für elektrischen Anschluss vorgesehen ist, wobei der sich diesem erweiterten Teil anschliessende, schmälere Teil des Widerstandes an der Oberfläche auf beiden einander gegenüber liegenden Seiten von der Begrenzungszone begrenzt ist.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen Teil einer integrierten Schaltung nach der Erfindung,und

Figuren 2 und 3 schematisch Querschnitte durch durch diese integrierte Schaltung längs der Linie H-II bzw. längs der Linie IH-IH der Fig. 1 ,

Fig. 4 eine Anzahl Kurven, die einen Verlauf der Dotierungskonzentration im Halbleitermaterial als Funktion des Abstandes von der Halbleiteroberfläche darstellen,

Fig. 5 schematisch eine Draufsicht auf einen Teil einer zweiten Ausführungsform einer integierten Schaltung nach der Erfindung, und

Fig. 6 schematisch einen Querschnitt durch diese Ausführungsform längs der Linie VI-VI der Fig. 5·

Die Ausführungsform nach den Figuren 1, 2 und bezieht sich auf eine integrierte Schaltung mit einem

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Halbleiterkörper 1 aus z.B. Silicium, der durch eine epitaktische Schicht 2 von einem ersten Leitfähigkeitstyp und ein Substrat 3 vom zweiten Leitfähigkeitstyp gebildet wird, wobei dieses Substrat den Halbeiteruntergrund bildet, auf dem die epitaktische Schicht 2 angebracht ist. Die epitaktische Schicht 2 ist in eine Anzahl gegeneinander isolierter Inseln 4,5 vom ersten Leitfähigkeitstyp mit Hilfe von Isolierzonen 6 vom zweiten Leitfähigkeitstyp unterteilt, die von der Oberfläche 7 der epitaktischen Schicht 2 mindestens bis zu dem Substrat 3 reichen, wobei in diesen Inseln 4,5 Schaltungselemente, und zwar der Transistor T und die Widerstände R₁ und Rp, angebracht sind. Der dargestellte Transistor enthält eine Emitterzone 9> eine Basiszone 8 und eine Kollektorzone ha, die sichin dem Halbleiterkörper direkt einem Teil k~b der isolierten Insel h anschliesst, der den Widerstand R₁ bildet. Der Widerstand R£ wird durch die isolierte Insel 5 gebildet.

Nach der Erfindung ist der Widerstand R-j

an der Oberfläche 7 der epitalctischen Schicht 2 zu

einem wesentlichen Teil von einer Begrenzungszone 10 ' vom zweiten Leitf ähigkeitstyp begrenzt, deren Einclringtiefe von der Oberfläche 7 her kleiner als die Dicke der epitaktischen Schicht 2 ist. Auch der Widerstand R_p

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weist eine derartige Begrenzungszone auf, die in

ä b
Fig. 1 mit 11 ' toezeich.net ist.

Die Begrenzungszonen 10 ' und 11 ' weisen vorzugsweise praktisch die gleiche Oberflächenkonzentration und praktisch das gleiche Konzentrationsprofil der Dotierung wie die Basiszone 8 des Transistors T auf. Sie können in diesem Falle gleichzeitig mit dieser Basiszone angebracht werden, so dass keine zusätzlichen Bearbeitungen" in den Herstellungsvorgang eingeführt zu werden brauchen.

Auf dem Halbleiterkörper 1 befindet sich eine Isolierschicht 14, in der Offnungen 20 zum elektrischen Anschluss der Schaltungselemente angebracht sind. Mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Musters von Leiterbahnen, das auf der Isolierschicht 14 angebracht wird, können die Schaltungselemente zu einer Schaltung zusammengebaut werden.

Zur Verbesserung des Kontakts zwischen den Leiterbahnen und den Halbleiterwiderständen können an der Stelle der öffnungen 20 z.B. höher dotierte Kontaktzonen 21 verwendet werden, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Inseln k und 5 aufweisen.

. ' Der Widerstand R schliesst sich auf einer

Seite direkt der Kollektorzone h des Transistors T an. Diese Kollektorzone 4 kann ervünschtenfalls eine (nicht dargestellte) vergrabene Schicht enthalten, wodurch der Kollektorreihenwiderstand des Transistors T

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selber in bezug auf den in dem Kollektorkreis angeordneten Widerstand R₁ praktisch vernachlässigbar ist» Am anderen Ende kann der Widerstand R- mit dem Muster von Leiterbahnen verbunden werden.

Der Widerstand R„ kann an beiden Enden mit dem Muster von Leiterbahnen verbunden werden.

Die beiden Widerstände R- und Rp weisen wenigstens an der Oberfläche eine für Widerstände übliche geometrische Form mit zwei erweiterten Teilen für Anschlusszwecke und einem zwischenliegenden, schmäleren, den eigentlichen Widerstand bildenden Teil auf. In Abhängigkeit von dem gewünschten Widerstandswert kann dieser schmäfere Teil ausser gerade, wie in dieser Ausführungsform angegeben ist, auch z.B. mäanderformig sein. Auch können erwünschtenfalls mehr als zwei elektrische Anschlüsse auf demselben Widerstandsgebiet angebracht werden. Ein Widerstand mit drei Kontakten kann z.B. als Spannungsteiler verwendet werden.

Die Widerstandswerte der beschriebenen epitaktischen Widerstände R₁ uiid R sind, wie sich herausgestellt hat, beträchtlich genauer als die vergleichbarer epitaktischer Widerstände der üblichen

a b Form ohne zusätzliche Begrenzungszonen 10 ' bzw.

1T ' . Dieser besonders günstige Effekt der Begrenzungszonen lässt sich wahrscheinlich wie folgt erklären.

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Die Isolierzonen 7 sind verhältnismässig dicke diffundierte Zonen, für die eine verhältnismässig lange dauernde Diffusionsbehandlung bei einer erhöhten Temperatur erforderlich ist. Dadurch ist der Verlauf der Dotierungskonzentration als Funktion des Abstandes von der Oberfläche, über die die Dotierung in den Halbleiterkörper eindringt, verhältnismässig flach. Der Gradient der Konzentration ist klein. Ausserdem können Änderungen in diesem Verlauf der Konzentration, u.a. infolge der Ungewissheit in bezug auf die Dicke der epitaktischen Schicht 2, auftreten. Oft werden, vor allem bei Schaltungen mit einer grossen Packungsdichte, möglichst geringe Toleranzen verwendet, wobei es wichtig ist, insbesondere die seitliche Ausdehnung der Isolierzonen dadurch möglichst zu beschränken, dass die Diffusionszeit möglichst kurz gehalten wird. Die Diffusionsbehandlung wird beendet, sobald die Isolierzonen bis zu dem Substrat reichen und die gegenseitige Isolierung der Inseln gewährleistet ist Fig. h zeigt zwei Kurven 15 und 16, die den Verlauf der Dotierungskonzentration der Isolierzonen darstellen. Der Unterschied zwischen diesen Kurven kann im allgemeinen z.B. durch einen Unterschied in der Diffusionszeit und/oder Diffusionstemperatur herbeigeführt werden. Obendrein treten oft Unterschiede in der Dotierungs-

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konzentration der epitaktischen Schicht auf. Fig. k zeigt zwei Linien 17 und 18 mit einem Konzentrationsunterschied ß.C für die der Einfachheit halber als homogen angenommene Dotierungskonzentration in der epitaktischen Schicht. Der Schnittpunkt der Kurve 15 (oder 16) mit der Linie 17 (oder 18) bestimmt die Stelle, an der die Dotierungskonzentration der Isolierzonen gleich der der epitaktischen Schicht ist, und somit auch die Stelle des pn-Ubergangs 12 zwischen der Isolierzone und der epitaktischen Schicht. Wie in der Figur dargestellt ist, ergibt ein Konzentrationsunterschied Λ C "der epitaktischen Schicht eine Verschiebung £1 X₁ des pn-Ubergangs. Wenn dieser Konzentrationsunterschied

& C mit einer kleinen Abweichung des Konzentrationsprofils in den Isolierzonen kombiniert wird, können sogar Verschiebungen mit einer .Grosse /1 X_ auftreten. Insbesondere bei epitaktischen Widerständen mit einer verMltnismässig geringen Breite, d.h. einer geringen Abmessung in einer Richtung parallel zu der Oberfläche und quer zu der Stromrichtung, treten dadurch leicht wesentliche Breitenunterschiede auf. Ausser der Änderung in der Dotierungskonzentration der epitaktischen Schicht selber üben auch diese Breitenänderungen einen wesentlichen Einfluss auf den Widerstandswert der epitaktischnn Widerstände der üblichen Form aus.

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Vergleichsweise zeigt Fig. k die Kurve 19» die den viel steileren Verlauf der Dotierungskonzentration in den Begrenzungszonen 10 ' und 11 ' darstellt. In diesem Beispiel ist von derselben Oberflächenkonzentration wie für die Isolierzonen ausgegangen. Der grössere Gradient hängt dann direkt mit der im Vergleich zu den Isolierzonen wesentlich geringeren Eindringtiefe zusammen. Weiter braucht bei dieser Diffusionsbearbeitung keine Rücksicht auf Dickenändei-uiigen in der epitaktischen Schicht genommen zu werden. Ausserdem liegt das Profil 19 von Begrenzungszonen, die zugleich mit den Basiszonen gebildet werden, bei den üblichen Herstellungsvorgängen verhältnismässig genau fest, u.a. weil z.B. die Eindringtiefe solche wichtigen Parameter wie die Basisdicke der durch diesen Vorgang herzustellenden Transistoren mitbestimmt. Dabei spielt auch eine Rolle, dass die beim Anbringen dieser Zonen verwendete Maskierungsschicht dünner als die für die Isolierzonen sein kann, wodurch die öffnungen in dieser (dünnen) Maskierungsschicht genauer definiert sind. Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind bei diesem genaueren und steileren Profil die Änderungen Δ X., der Stelle des pn-übergangs 13 zwischen der Begrenzungszone und der epitaktischen Schicht viel geringer und praktisch vernachlässigbar.

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Durch Anwendung der Begrenzungszone ist die Breite des epitaktischen Widerstandes wenigstens für seinen an d±6 Oberfläche grenzenden Teil viel genauer festgelegt und ist die Streuung bei der Herstellung erheblich verringert.

Im Zusammenhang mit dem gewünschten grossen Gradienten der Dotierungskonzentration ist die Eindringtiefe der Begrenzungszone vorzugsweise nicht zu gross. Andererseits soll die Eindringtiefe nicht zu klein sein, weil ja die verbesserte Definition sich nur auf den an die Oberfläche grenzenden Teil des Widerstandes bezieht und die Breite des darunter liegenden an das

Substrat grenzenden Teiles noch wohl durch die Isolierzonen bestimmt wix-d. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen der Dicke der epitaktischen Schicht und der Eindringtiefe der Begrenzungszonen 2 bis 3· Die Tatsache, dass bei diesem Verhältnis die Streuung des Widerstandswertes in erheblichem Masse herabgesetzt wird, ist u.a. darauf zurückzuführen, dass die Dotierung des Substrats beim Anwachsen der epitaktischen Schicht und während der weiteren für die Herstellung benötigten Bearbeitungen bei hoher Temperatur in die epitaktische Schicht eindringt. Da die Leitfähigkeitst3^rpen des Substrats und der epitaktischen Schicht einander entgegengesetzt sind, tritt in dem an das Substrat grenzenden

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15.5.7⁷I-

Teil der epitak ti sehen Schicht Kompensation auf, wodurch der spezifische Widerstand dieses Teiles grosser als der des an die Oberfläche grenzenden Teiles ist. Infolgedessen wird der Widerstandswert in erheblichem Masse gerade durch den an die Oberfläche grenzenden höher· dotierten Teil bestimmt.

Die Widerstände R- und R„ werden an der

Oberfläche 7 teilweise von dem pn-Ubergang I3 zwischen der Begrenzungszone IO * bzw. 11 ^J und der Insel k bzw. 5 und zum übrigen Teil von dem pn-Ubergang zwischen der Isolierzone 6 und der Insel h bzw, 5 begrenzt. Die öegrenzungszone kann sich auch über den ganzen Umfang des Widerstandes erstrecken. Ohne Bedenken kann aber etwas Raum an der Oberfläche eingespart und kann die Begrenzungszone auf denjenigen Teil des Randes beschränkt werden, der den den Widerstandswert des Widerstandes bestimmenden Teil der isolierten Insel begrenzt. Bei den Widerständen R₁ und Rp ist daher ein wesentlicher Teil des Randes, und zwar der Rand des sich den für Anschlusszwecke dienenden erweiterten Teilen anschliessenden, schmäleren, den Widerstandswert in erheblichem Masse bestimmenden Teiles, auf beiden einander gegenüber liegenden Seiten des Widerstandes

£3 ti 3_ Ϊ3

durch die aus zwei Teilen 10 und 10 bzw. 11 und bestehende Begrenzungszone bestimmt.

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15.5-7'+

Es sei bemerkt, dass auch, eine Begrenzungszone auf einer einzigen Seite des schmäleren Teiles des "Widerstandes bereits eine Verbesserung der Genauigkeit' des Widerstandswertes ergibt. Ein Teil dieser Verbesserung geht jedoch dadurch verloren, dass in diesem Falle die Breite des Widerstandes auch von einer Ausrichtbearbeitung abhängt. Der eine Teil des Randes wird beim Anbringen der Isolierzonen erhalten, während der gegenüberliegende Teil des Randes erst· in einer späteren Stufe beim Anbringen der Begrenzungszone definiert wird. Für diese beiden Bearbeitungen werden •verschiedene Maskierungen benötigt, die in bezug aufeinander ausgerichtet werden müssen. '

Der Widerstandswert des epitaktischen Widerstandes nach der Erfindung beträgt vorzugsweise mindestens

I kJl.

Im dem vorliegenden Beispiel beträgt die Dicke der epitaktischen Schicht 2 etwa 6 /um. Der spezifischen Widerstand dieser Schicht ist z.B. etwa 0,6 XL .cm. Ein Widerstand von z.B. etwa 1,5 kil-kann dann mit einem Abstand zwischen den Begrenzungszonen

a' " b ■ ·

II und 11 von z.B. etwa 10 /um und einer Länge des

schmäleren Teiles des Widerstandes von et\*a 15 /um erhalten werden» Die Maske für die isolierte Insel besteht dann z.B. aus einem Rechteck von etwa

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53 /um χ 24 /um. Nach dem Diffundieren der Isolierzonen 6 weist die Insel 5 an der Oberfläche 7 dann Abmessungen von etwa 4 3 /um χ Ik /um auf. Die diffundierten Begrenzungszonen 11 und 11 'weisen an der Oberfläche z.B. Abmessungen von etwa 15 /um χ 10 /um auf und erstrecken sich bis zu einer Tiefe von etwa 2,7 /um in dem Halbleiterkörper. Die höher dotierten Zonen 21 weisen z.B. Abmessungen von 10 /um χ 10 /um auf. Die Oberflächenkonzentration der Dotierung der

Begrenzungszonen beträgt z.B. etwa 5 x 10 - 10 Atome/cm³, während die der Isolierzonen nach beendeter Diffusionsbearbeitung meist in derselben Grössenordnung liegt. Die zueinander parallelen Ränder der

Diffusionsöffnungen in der Maskierungsschicht für

a b die Isolierzonen 6 und die Begrenzungszonen 11 ' liegen in einem gegenseitigen Abstand von etwa 5 /tun. Dieser Abstand ist etwa gleich dem über die Oberfläche gemessenen Abstand zwischen dem Rand der Diffusionsöffnung der Isolierzone 6 und dem übergang zwischen dieser Zone und der Insel 5 nach dem Anbringen dieser Zone 6. Vie bei der Isolierzone 6 tritt auch beim Diffundieren der Begrenzungszonen seitliche Diffusion, d.h. Diffusion in einer zu der Oberfläche praktisch parallelen Richtung, auf. Dadurch ragen die Begrenzungszonen, die grösstenteils innerhalb der Isolierzone liegen, endgültig etwa 2 /um aus der Isolierzone hervor.

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ragt die Isolierzone endgültig möglichst wenig, d.h. 1 bis 3 und höchstens 5 /um, aus der Isolierzone hervor.

Der Vollständigkeit halber sei dabei bemerkt, dass der Abstand, über den die Begrenzungszone aus der Isolierzone hervorragt, für die beiden einander gegenüber liegenden Ränder des Videi"standes infolge kleiner Abweichungen beim Ausrichten der Maskierungsschicht verschieden sein kann. Vorzugsweise wird der Abstand, über den die Begrenzungszone hervorragt, etwa gleich der maximalen Abweichung /ü gewählt, die beim Ausrichten der Maske als noch, zulässig betrachtet 'wird, so dass in dem ungünstigsten Falle der Rand der Begrenzungszone an der Oberfläche auf einer Seite praktisch mit dem der Isolierzone zusammenfällt und • auf der gegenüberliegenden Seite über einen Abstand von 2 /U hervorragt. Weiter ist die Breite des den Widerstandswert bestimmenden Teiles des Widerstandsgebietes an der Oberfläche vorzugsweise höchstens gleich dem Fünffachen der Dicke der epitaktischen Schicht.

Die beschriebene integrierte Schaltung kann völlig durch die in der Halbleitertechnik üblichen Herstellungsverfallren erhalten werden.

Die zweite Ausführungsform bezieht sich auf eine integrierte Schaltung, von der ein Teil in den

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15.5-7²I-

Figuren 5 und 6 dargestellt ist. Der Halbleiterkörper 51 besteht aus einem Substrat 53 und einer epitaktischen Schicht 52 verschiedener Leitfähigkeitstypen. Ein Teil ^h der epitaktischen Schicht 52 ist mit Hilfe einer diesen Teil umgebenden Isolierzone 5t> von dem übrigen (nicht dargestellten) Teil der Anordnung getrennt. Dieser isolierte Teil 5^ bildet einen elektrischen Widerstand langgestreckter Form, wobei an den Enden eine Kontaktzone 57 für den elektrischen Anschluss vorgesehen ist. Über mit gestrichelten Linien angegebene öffnungen 58 in einer auf dem Halbleiterkörper vorhandenen Isolierschicht 59 können (nicht dargestellte) Leiterbahnen mit den Kontaktzonen 57 verbunden werden.

Entlang jedes der beiden langgestreckten Ränder des Widerstandsgebietes ^h ist eine hervorragende Begrenzungszone 60 vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Isolierzonen 56 angebracht. Diese Begrenzungszonen 60 bestimmen an der Oberfläche die Breite des Widerstandsgebietes ^h.

Zwischen den beiden Kontakten 57 des Widerstandes liegt in dem Widerstandsgebiet $h ein Dreisdhichtentransistor S, der durch einen Teil des Widerstandsgebietes 54, eine Basiszone in Form einer Oberflächenzone 61 und eine weitere Oberflächenzone,

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gebildet wird. Der epitaktische Widerstand "bildet dabei einen Spannungsteiler, wobei der Transistor S an eine Mittelanzapfung dieses Spannungsteilers angeschlossen ist. Die weitere Oberflächenzone 62 kann als Emitter oder als Kollektor des Transistors S verwendet werden, abhängig von den elektrischen Spannungen, die an diese Zone, an die Basis 61 und an die Kontakte 57 des Widerstandes angelegt werden.

Die Begrenzungszonen 60 erstrecken sich entlang der Ränder des Widerstandes, entlang des Transistors S und entlang und bis jenseits der Kontaktzonen 57·

Statt des Transistors S kann auf ent-

sprechende Weise auch ein anderes Schaltungselement, z.B. eine Kapazität oder eine Diode, an den Spannungsteiler angeschlossen werden. Auch können erwünschtcnfalls mehrere Schaltungselemente in demselben Widerstandsgebiet angebracht werden. Die Abmessungen des epitaktischen Widerstandes und des Schaltungselements S und die Abstände des Schaltungselements S von jedem der beiden Kontakte 57 können für jede einzelne integrierte Schaltung an besondere Anforderungen angepasst werden.

Auch diese Ausführungsforni kann völlig durch in der Halbleitertechnik übliche Verfahren hergestellt

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25-5.7^

werden, wobei die Begrenzungszonen 6θ und die Oberflächenzone 61 des Schaltungselements S vorzugsweise gleichzeitig durch dieselbe Bearbeitung und mit derselben Dotierungskonzentration angebracht werden.

Es ist einleuchtend, dass sich die Erfindung nicht auf die beschriebenen Aus fülirungs formen beschränkt und dass im Rahmen der Erfindung für den Fachmann viele.Abwandlungen möglich sind. Der Widerstand R„ in der ersten Ausführungsform weist an der Oberfläche einen hanteiförmigen Umfang auf, wobei der ursprüngliche durch die Isolierzone 6 bestimmte Umfang ein Rechteck ist, Auch der ursprüngliche Umfang kann aber bereits hanteiförmig sein, wobei mittels der Begrenzungszone eine weitere Einschnürung dieser Hantelform erhalten wird.

Weiter können andere Halbleitermaterialien, wie

III V
Germanium oder A B -Verbindungen, verwendet werden und kommt neben Diffusion z.B. auch Ionenimplantation als Dotierungstechnik, namentlich zum Anbringen der Begrenzungszone, in Betracht. Die epitaktische Schicht kann statt direkt auf einem Substrat z.B. auch auf einer auf einem Substrat angebrachten epitaktischen Schicht angebracht sein, wobei die letztere epitaktische Schicht den Halbleiteruntergrund für den epitaktischen Widerstand bildet. Ei-wünschtenfalls kann die Kollektor-

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15-5.7h

zone h des Transistors T (Fig. i) auch mit einemi (nicht dargestellten) Kollektorkontakt versehen sein. Über einen derartigen Kontakt kann z.B. die Spannung an der Kollektorzone abgetastet und einem anderen Punkt der Schaltung zugeführt werden. In diesem Falle liegt dieser Kontakt vorzugsweise in dem Gebiet 4 und zwischen dem Transistor T und dem Widerstand R„, also in der Nähe der Emitterzone des Transistors T.

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Claims

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15.5.7**

PATENTANSPRÜCHE:

/1.) Integrierte Schaltung, die eine epitaktisclie Halbleiterschicht von einem ersten Leltfähigkeitstyp enthält, die auf einem Halbleitersubstrat vom zweiten Leitfähigkeitstyp angebracht ist, wobei die epitaktische Schicht in eine Anzahl gegeneinander isolierter I_nseln vom ersten Leitfähigkeitstyp mit Hilfe von Isolierzone vom zweiten Leitfähigkeitstyp unterteilt Ist, die von der Oberfläche der epitaktischen Schicht mindestens bis zu dem genannten Substrat reichen, wobei in diesen Inseln Schaltungselemente angebracht sind, worunter

• mindestens ein durch einen zu einer isolierten Insel gehörigen Teil der epitaktischen Schicht gebildeter Widerstand, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte, den Widerstand bildende Teil an der Oberfläche der epitaktischen Schicht wenigstens zu einem wesentlichen Teil von einer Begrenzungszone vom zweiten Leitfähigkeitstyp begrenzt 1st, deren Eindringtiefe von der Oberfläche her kleiner als die Dicke der epitaktischen Schicht Ist, welche Begrenzungszone mit der an den Widerstand grenzenden Isolierzone ein ununterbrochenes Gebiet vom zweiten Leltfähigkeits- ~typ bildet.

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15.5.74
2. Integrierte Schaltung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der isolierten Inseln einen Transistor mit einer Basiszone vom zweiten Leitfähigkeitstyp enthält, wobei die Begrenzungszone und die genannte Basiszone gleichzeitig in der epi talc ti sehen Schicht angebracht sind. 3· Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungszone mindestens zwei einander gegenüber liegende Teile aufweist, zwischen denen sich ein Teil des Widerstandes befindet, in dem die Strombahnen zu den einander zugekehrten Rändern der beiden Teile der Begrenzungszone praktisch parallel verlaufen, ^f. Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konzentrationsgradient der Aktivatoren in dem zusammenhängen Gebiet vom zweiten Leitfähigkeitstyp an dem an den Widerstand grenzenden Rand der Begrenzungszone grosser als an dem an den Widerstand grenzenden Rand der Isolierzone ist. 5· Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte, den Widerstand bildende Teil langgestreckt ist und mindestens an einem der

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beiden Enden einen erweiterten Teil für elektrischen Anschluss aufweist, wobei der sich diesem erweiterten Teil anschliessende, schmälere Teil des Widerstandes an der Oberfläche auf beiden Seiten von der Begrenzungszone begrenzt ist.

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