DE2627203A1 - Halbleitervorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Halbleitervorrichtung und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
| Patentanwalts | 2627203 | Dipl.-lng. G. Leiser |
|
| Dipl.-lng. E. Prinz |
Dipl.-Chem. Dr. G. Hauser |
||
| Ernsbergerstrasse 19 | |||
| 8 München 60 | 16.Juni 1976 | ||
| * Zeichen: | T 2036 |
TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
13500 North Central Expressway-Dallas, Texas, V.St.A.
13500 North Central Expressway-Dallas, Texas, V.St.A.
Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Halbleiter-Mikroschaltung
und insbesondere auf ein in der Technik der integrierten Injektionslogik ausgeführtes Schaltungsbauelement mit einer besonderen pn-Übergangsanordnung
sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements.
Eine Logikschaltungsanordnung mit integrierter Injektion (I L) ist grundsätzlich eine Schaltungsanordnung mit
einem lateralen PNP-Transistor, der mit einem invertierten
vertikalen Mehrkollektor-NPN-Transistor kombiniert ist,
damit eine hohe Packungsdichte und' ein sehr kleines Produkt aus Geschwindigkeit und Leistung erzielt werden. Bekannte
Vorrichtungen hatten zahlreiche Nachteile wie eine niedrige inverse NPN-Stroinverstärkung, eine niedrige Kollektor-
Schw/Ba
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Basis-Durchbruchspannung und eine hohe Kollektor-Basis-Kapazität.
Der niedrige inverse Stromverstärkungsfaktor ist auf ein sehr ungünstiges Verhältnis von Kollektorfläche zu
Emitterfläche, auf einen niedrigen Emitterwirkungsgrad
und auf ein Driftfeld in der Basis zurückzuführen, das die Drift- und Diffusionskomponenten des Elektronenstroms
veranlaßt, in entgegengesetzten Richtungen zu fließen. Die hohe Kollektor-Basis-Kapazität und die niedrige
Durchbruchsspannung sind auf den Ort des Kollektors im stark dotierten Oberflächenabschnitt eines diffundierten
Basisprofils zurückzuführen.
Nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch überwunden, daß eine mittels Ionenimplantation erzeugte
Basiszone verwendet wird, damit die Richtung der Konzentrationsgradientenkennlinie
einer diffundierten Vorrichtung umgekehrt wird; ferner trägt zur Überwindung der Schwierigkeiten
die Verwendung einer stark dotierten Umfangsbasiszone bei, die die aktive Emitter-Basis-Zone
umgibt und begrenzt. Als Folge davon wird die Emitter-Basis-Durchlaßstromdichte
hauptsächlich auf den aktiven Bereich konzentriert.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße
Bauelement einen Emitter in einem niederohmigen monokristallinen Siliziumsubstrat des einen Leitungstyps,
auf de meine hochohmige Oberflächenschicht des gleichen Leitungstyps vorzugsweise durch epitaktisches Aufwachsen
gebildet ist, in der die Kollektor-Basis-Zonen angebracht
sind. Mehrere leicht dotierten Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps in der epitaktischen Schicht bilden Emitter-Basis-Übergänge
mit dem Substrat, die von einer umgebenden
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Zone mit niedrigem spezifischen Widerstand vom entgegengesetzten Leitungstyp begrenzt sind, die sich durch die
gesamte Dicke der epitaktischen Schicht erstreckt. Eine ebensolche Anzahl von Zonen des einen Leitungstyps mit
hohem spezifischem Widerstand befinden sich über den leicht dotierten Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps, damit
sie mit diesem Kollektor-Basis-Übergänge bilden. Zur Vermeidung einer störenden Wechselwirkung zwischen benachbarten
Bauelementen ist die eben beschriebene Übergangsanordnung von einem Schutzring d©s einen Leitungstyps umgeben, der
die niederohmigd Umfangszone des entgegengesetzten Leitungstyps umgibt.
Normalerweise hat eine ionenimplantierte Zone ein Konzentrationsprofil,
das an der Oberfläche der implantierten Struktur beginnt, bei einer von der Implantationsenergie bestimmten
Tiefe einen Spitzenwert erreicht und dann an der maximalen Eindringtiefe bis zum Verschwinden abnimmt. Hintergrunddotierungsniveaus
des entgegengesetzten Leitungstyps können die oberen und unteren Abschnitte des implantierten Profils
leicht verschieben oder kompensieren, wobei tatsächlich nur der Spitzenabschnitt der Implantation vollständig unter
der Oberfläche vergraben zurückbleibt,wodurch obere und untere PN-Übergänge gebildet werden. Wenn das Hintergrunddotierungsniveau
wie im vorliegenden Bauelement niedrig ist, sind ungewöhnlich hohe Energiewerte des Implantat!onsStrahls
für die kommerzielle Brauchbarkeit der Bauelementherstellung nötig, damit eine vollständig vergrabene Zone mit brauchbaren
oberen Übergangseigenschaften in einer ausreichenden Tiefe erhalten werden können. Geräte für die Erzeugung derart
hoher Strahlenergiewerte sind erst in jüngster Zeit verfügbar
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geworden.
Bei Anwendlang derartig hoher Energiewerte wird gemäß der Erfindung bevorzugt die Basiszonen des invertierten NPN-Transistors
vollständig unterhalt) der Oberfläche der epitaktischen Schicht zu implantieren, wodurch flache
^ehrkollektorzonen der ursprünglichen epitaktischen Dotierung zurückbleiben. Auf Grund dieses Merkmals können
in einem einzigen Schritt die Emitter-Basis-Übergänge an der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der epitaktischen
Schicht gebildet werden, während auch die Kollektor-Basis-Übergänge an der oberen Grenze der implantierten Zone
erzeugt werden, wobei ein Verhältnis von Kollektorfläche zu Emitterfläche von etwa 1:1 und ein den "\ferstarkungsfaktor
des inversen Transistors optimierendes Driftfeld in der Basiszone geschaffen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert.Es zeigen:
Fig.1 eine vergrößerte perspektivische Teilschnittansicht
einer Halbleitervorrichtung nach der Erfindung,
Fig.2 eine vergrößerte perspektivische Teilschnittansicht
einer erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung mit einer abgeänderten Übergangsgeometrie,
Fig.3 bis Fig.6 vergrößerte Schnittansichten einer Halbleiterstruktur
zur Veranschaulichung der bevorzugten Verfahrensablauffolge zur Herstellung der Vorrichtung von
Fig.1 und
Fig.7 eine graphische Vergleichsdarstellung der Produkte aus
ρ Bauelements im Vergleich zu bisher bekannten I L-Bau-
Ge'schwindigkeit und Leistung des erfindungsgemäßen Bauelement:
elementen.
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Die in Fig.1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung besteht aus einem (N+)-Substrat 11 mit einem spezifischen Widerstand von 0,005 bis 0,05 Ohm · cm,
das als der Emitter eines vertikalen invertierten Mehrkollektor-NPN-Transistors
wirkt, sov/ie aus einer epitaktischen (N-)-Schicht 12 mit einer Dicke von 1 um und mit einem spezifischen
Widerstand von 0,3 bis 1,0 0hm »cm, in der die übrigen aktiven Zonen gebildet sind. Die Basiszonen des
invertierten NPN-Transistors sind von (P+)-Zonen 13 umgeben
und begrenzt, die die inaktiven, fremdleitenden Abschnitte der Basis bilden. Diese Schicht hat einen Flächenwiderstand von 25-.50
0hmpro Quadrat , der den BasisSerienwiderstand wesentlich
reduziert; sie ergibt eine starke Dotierung an der Oberfläche für einen guten ohmschen Kontakt.Die aktiven Basiszonen 14a,
14b und 14c werden mit einer Borimplantation mit hohem
Energiewert und einer niedrigen Dosis von etwa 10 Ionen/cm erzeugt. Strahlenergiewerte von 400 bis 600 keV werden
bevorzugt verwendet.
Die stark dotierte , störstoffleitende (P+^-Basis hat zwei
wichtige Funktionen : (1) die (Pn-)-Leitung begrenzt die
auf Grund des Basisstroms auftretende Spannungsdifferenz zwischen verschiedenen Teilen der Basis- und sie sorgt
für eine gleichmässigere Emitter-Basis-Durchlaßvorspannung in einem implantierten Mehrfachkollektor-Gate-Anschluß;
(2) die Stromdichte aus dem Emitter in die (P+)-Zone ist viel kleiner als die Stromdichte in eine (P-)-Zone
bei der gleichen Emitter-Basis-Durchlaßspannung. Die (£+)-Ζοηβ begrenzt somit den Bereich der merklichen Strominjektion
auf die unmittelbar unter einem Kollektor liegende Zone, und sie erniedrigt das Verhältnis zwischen der
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effektiven Emitterfläche und der effektiven Kollektorfläche auf bis zu 00 im Vergleich zu einer herkömmlichen I L-Schaltung,
da bei einem brauchbaren Bauelement die störstoffleitende
Basiszone bis zu fünfzigmal größer als die aktive oder eigenleitende Basiszone sein kann.
Die Kollektorzonen 15a, 15b und 15c entsprechen im wesentlichen
der ursprünglichen epitaktischen Schicht 12. (N+)-Zonen 16a, 16b und 16c sind Kontaktanreicherungszonen mit einem Flächenwiderstand
von 50-100 Ohm/Quadrat zur Erleichterung der Bildung ohmscher Kontakte an den Kollektorzonen. Insbesondere sei
bemerkt, daß auf Grund dieser Ausgestaltung Kollektor-Basis-Übergänge entstehen, deren Fläche im wesentlichen gleich der
Fläche der Emitter-Basis-Übergänge ist, was eine Verbesserung bis zu 50:1 gegenüber herkömmlichen Bauelementen darstellt;
dies ist für die Hauptzunahme des Stromverstärkungsfaktors verantwortlich· Die Wirkung eines lateralen PNP-Transistors
wird mit Hilfe der Injektorzone 17 zusammen mit der (P+)-Zone 13 erzielt, wobei diese Zonen von einem Abschnitt der
epitaktischen Schicht 12 voneinander getrennt sind. Die Zonen 17 und 13 sind so dicht wie möglich nebeneinander
angeordnet; der Abstand beträgt beispielsweise 5 bis 12,5 Aim
(0,2 bis 0,5 mil).
Die Einheitszelle ist von einem Schutzring 18 umgeben und von angrenzenden Zellen isoliert, der einen Flächenwiderstand
von über 15 Ohm/Quadrat aufweist; er erstreckt sich vorzugsweise durch die gesamte Dicke der epitaktischen Schicht 12.
Für die meisten Zwecke ist es jedoch nicht wesentlich, daß der Schutzring so tief ist wie er bei diesem Ausführungsbeispiel
dargestellt ist.
In Fig.2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt;
diese Ausführungsform enthält ein (N+)-Substrat 21,
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eine epitaktische Schicht 22, eine storstoffleitende Basis
23 und einen Injektor 27. Sie unterscheidet sich von der Ausführungs'form von Fig.1 nur dadurch, daß sich die aktiven
Basiszonen 24a, 24b und 24c zur Oberfläche der Scheibe erstrecken und dadurch die Fläche des Kollektor-Basis-Ubergangs
auf die von den (N+)-Zonen 26a, 26b und 26c gebildeten Flächen begrenzt. Obgleich das resultierende Verhältnis
der Fläche des Kollektor-Basis-Übergangs zur Fläche des Emitter-Basis-Übergangs im Vergleich zur Ausführungsform von Fig.1
reduziert wird, wird trotzdem noch eine beträchtliche Erhöhung bezüglich bisher bekannter Bauelemente erzielt.
Falls die verfügbaren Ionenstrahlenergiewerte nicht ausreichen, die zur Herstellung der Ausführungsform von Fig.1
notwendige Eindringtiefe zu erzielen, dann ist die beste Möglichkeit natürlich die Ausführungsform von Fig.2, die
in einfacher Weise bei Energiewerten unter 400 keV hergestellt werden kann.
Wie Fig.3 zeigt, beginnt eine bevorzugte Ausführungsform
des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelements, mit dem epitaktischen Aufwachsen einer Schicht
mit einem spezifischen Widerstand von 1 bis 2 Ohm »cm und einer Dicke von etwa 1 bis 2 um auf einem Substrat 32,
das zur Erzielung eines spezifischen Widerstandes von 0,005 bis 0,05 Ohm »cm, vorzugsweise etwa 0,01 0hm »cm,
mit Antimon oder Arsen dotiert ist. Als nächstes wird der Schutzring 33 durch Diffusion von Phosphor oder einem
anderen Material oder durch Implantation durch die gesamte Dicke der Schicht 31 zur Bildung einer starken (N+)-Dotierung
gebildet.
Dann wird auf einer ßxidschicht 34 nach Fig.4 in einem,
ausgewählten Muster eine Maske aufgebracht, damit Öffnungen 36 zum selektiven Implantieren von Bor entstehen, wobei
ein zur Erzielung einer Spitzenkonzentration des Bors nahe
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der Grenzfläche zwischen der epitaktischen Schicht 31 und dem Substrat 32 ausreichender Implantationsenergiewert
angewendet wird; dadurch wird die aktive Basiszone 37 gebildet, während eine Oberflächenzone 38 der epitaktischen
Schicht 31 mit im wesentlichen den ursprünglichen Eigenschaftendieser
Schicht/ d.h. unbeeinflußt von der Borimplantation zurückbleibt. Es ist dabei nicht erforderlich,
eine Oxidschicht zu entfernen, da die Implantation durch die Oxidschicht hindurch erfolgt.
Nach Eig.5 wird nun eine neue Maske 39 in einem Muster über der Oxidschicht 34 angebracht, damit eine selektive Diffusion
oder Implantation zur Bildung einer stark dotierten (P+)-Zone mit einem Flächenwiderstand von 25 bis 50 Ohm/Quadrat durchgeführt
werden kann; diese Diffusion oder Implantation bewirkt wine merkliche Reduzierung des Basis-Serienwiderstandes,
und sie bildet die aktive Emitter-Basis-Zone. Diese Zone erstreckt sich auch zur Grenzfläche zwischen der epitaktischen
Schicht 31 und dem Substrat 32.Obgleich dies in Fig.5 nicht
dargestellt ist, kann gleichzeitig mit der Störstoff leitenden Basiszone 41 auch eine Injektorzone wie die Zone 17 von Fig.1
gebildet werden.
Nach Fig.6 wird nun innerhalb der Zone 38 eine Kollektorkontaktzone
42 gebildet, woran sich das Ausbilden eines bestimmten Musters der Oxidschicht 34 zur Bildung von
Öffnungen anschließt, die zur Herstellung der ohmschen Kontakte 43 und 44 verwendet werden; dadurch wird das
Bauelement fertiggestellte
In einer weiteren Ausführungsform sind die Kollektorübergänge von Metall-Halbleiter-Schottkysperren gebildet,
die die Geschwindigkeit des Bauelements weiter erhöhen.
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In Fig.7 sind die Betriebseigenschaften eines Bauelements
mit fünf Kollektoren entsprechend Pig.1 im Vergleich zu den Betriebseigenschaften eines herkömmlichen Bauelement s
mit einer einzigen gleichmässigen Basiszone, die diffundiert und nicht implantiert ist, dargestellt. Die Kurve 1 wird
bei einem herkömmlichen Bauelement erhalten; sie zeigt, daß ein Arbeiten bei Energiewerten über 100 uW pro Gate-Anschluß
nicht arbeiten kann, was einer Ausbreitungsverzögerung
von 50 us entspricht.Die Kurve 2 wird beim erfindungsgemäßen Bauelement erhalten; sie zeigt einen Betrieb bei
Energiewerten bis zu 1 mW bei einer Verzögerung von nur 6 ns„
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Claims (11)
- - 1(7 -Patent an s ρ r ü c h e-ΐ 1 .yHalbleitervorrichtung,, gekennzeichnet durch ein niederohmiges monokristallines Siliziumsubstrat des einen Leitungstyps, auf dem eine hochohmige epitaktische Schicht des gleichen Leitungstyps angebracht ist, eine hochohmige Zone des entgegengesetzten Leitungstyps in der epitaktischen Schicht, die mit dem Substrat einen ersten PN-Übergang bildet und die von einer niederohmigen Zone des entgegengesetzten Leitungstyps in der epitaktischen Schicht umgeben ist, und eine Zone des einen Leitungstyps in der hochohmigen Zone des entgegengesetzten Leitungstyps, die einen zweiten PN-Übergang damit bildet.
- 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der epitaktischen Schicht wenigstens eine weitere Zone gebildet ist, die im Abstand von der hochohmigen Zone des entgegengesetzten Leitungstyps liegt und die gleiche geometrische Form und die gleichen Eigenschaften aufweist, daß diese Zone getrennt von der niederohmigen Zone des entgegengesetzten Leitungstyps umgeben ist und daß in jeder der Zonen eine Zone des einen Leitungstyps gebildet ist, die mit ihr einen PN-Übergang bildet.
- 3. Bauelement nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ohmsche Kontakte zu dem Substrat, zu den hochohmigen Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps und zu den Zonen des einen Leitungstyps, die die zweiten PN-Übergänge bildetn.
- 4. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hochohmigen Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps eine mit im Abstand von den zweiten PN-Übergängen ansteigende609853/0788Dotierungskonzentration aufweisen.
- 5. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochohmigen Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps vollständig unter der Oberfläche der epitaktischen Schicht begraben sind.
- 6. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die epitaktische Schicht von einem niederohmigen Schutzringmuster des einen Leitungstyps in mehrere Zonen aufgeteilt ist und daß jede der epitaktischen Zonen die Merkmale des Anspruchs 2 aufweist.
- 7. Bauelement nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zweite niederohmige Zone des entgegengesetzten Leitungstyps in dichtem seitlichen Abstand von der ersten niederohmigen Zone des entgegengesetzten Leitungstyps, so daß die zweite Zone mit der ersten Zone als lateraler Transistor arbeitet.
- 8. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hochohmige Zone des entgegengesetzten Leitungstyps von der Oberfläche der epitaktischen Schicht aus nach unten zum Substrat verläuft und die Zonen des einen Leitungstyps darin vollständig umgibt.
- 9. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, dadurch gekennzeichnet,(a) daß auf einem monokristallinen, relativ niederohmigen Siliziumsubstrat des einen Leitungstyps eine monokristalline Oberflächenschicht mit relativ hohem spezifischen Widerstand des gleichen Leitungstyps gebildet wird,609853/0788(b) daß in der Oberflächenschicht eine Zone des gleichen Leitungstyps mit relativ niedrigem Widerstand gebildet wird, die einen Abschnitt der Oberflächenschicht vollständig umgibt,(c) daß die Zone in selektiver Weise einem Hochenergiestrahl aus Dotierungsionen ausgesetzt wird,damit darin eine Zone des entgegengesetzten Leitungstyps zur Bildung eines ersten PN-Übergangs mit dem Substrat implantiert wird,(d) äaß am Rand der implantierten Zone eine niederohmige Zone des entgegengesetzten Leitungstyps erzeugt wird, die den Rest der implantierten Zone umgibt,(e) daß in der inplant ierten Zone eine Zone des einen Leitungstyps zur Bildung eines zweiten PN-Übergangs erzeugt wird und(f) daß mit der niederohmigen Zone des entgegengesetzten Leitungstyps und der Zone des einen Leitungstyps, die in der implantierten Zone gebildet ist, ohmsche Kontakte erzeugt werden.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im Verfahrensschritt (b) gebildete niederohmigeZone durch die gesamte Dicke der Oberflächenschicht reicht.
- 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenergie im Verfahrensschritt (c) ausreichend hoch ist, damit veranlaßt wird, daß die implantierte Zone vollständig unterhalb der Oberfläche der Oberflächenschicht begraben ist.609853/078812β Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenergie im Verfahrensschritt (c) nicht ausreichend hoch ist, eine flache Oberflächenimplantation zu vermeiden, und daß der Verfahrensschritt (e) dadurch erzielt wird, daß in ausgewählter Weise Störstoffe in die implantierte Zone diffundiert werden.609853/0788•/Hf -Leerseite
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| DE2811102A1 (de) * | 1977-03-18 | 1978-09-28 | Texas Instruments Inc | Integrierte digitalschaltung mit ladungstraegerinjektion und verfahren zu ihrer herstellung |
Families Citing this family (17)
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| US4156246A (en) * | 1977-05-25 | 1979-05-22 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Combined ohmic and Schottky output transistors for logic circuit |
| US4159915A (en) * | 1977-10-25 | 1979-07-03 | International Business Machines Corporation | Method for fabrication vertical NPN and PNP structures utilizing ion-implantation |
| SU773793A1 (ru) * | 1977-11-02 | 1980-10-23 | Предприятие П/Я -6429 | Способ изготовлени полупроводниковых интегральных бипол рных схем |
| JPS55138267A (en) * | 1979-04-12 | 1980-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor integrated circuit containing resistance element |
| US4546539A (en) * | 1982-12-08 | 1985-10-15 | Harris Corporation | I2 L Structure and fabrication process compatible with high voltage bipolar transistors |
| SE433787B (sv) * | 1983-07-15 | 1984-06-12 | Ericsson Telefon Ab L M | Multipel transistor med gemensam emitter och sparata kollektorer |
| US5166094A (en) * | 1984-09-14 | 1992-11-24 | Fairchild Camera & Instrument Corp. | Method of fabricating a base-coupled transistor logic |
| GB8729417D0 (en) * | 1987-12-17 | 1988-02-03 | Plessey Co Plc | Logic gate |
| DK0602278T3 (da) * | 1992-12-18 | 1998-09-28 | Siemens Ag | Bipolar højfrekvenstransistor |
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| JPS5513428B2 (de) * | 1974-10-30 | 1980-04-09 |
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1976
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2811102A1 (de) * | 1977-03-18 | 1978-09-28 | Texas Instruments Inc | Integrierte digitalschaltung mit ladungstraegerinjektion und verfahren zu ihrer herstellung |
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