DE2638095A1 - Semiconductor integrated circuit for electronic watch - with substrate having zone controlling displayed characters and zone as logic stage (NL010377) - Google Patents

Semiconductor integrated circuit for electronic watch - with substrate having zone controlling displayed characters and zone as logic stage (NL010377)

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DE2638095A1 DE19762638095 DE2638095A DE2638095A1 DE 2638095 A1 DE2638095 A1 DE 2638095A1 DE 19762638095 DE19762638095 DE 19762638095 DE 2638095 A DE2638095 A DE 2638095A DE 2638095 A1 DE2638095 A1 DE 2638095A1
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Osamu Yamashiro
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Abstract

The semiconductor integrated circuit, for an electronic watch, includes several segmental l.e.d.'s., acting as display elements for the respective characters of the digital time display. The semiconductor substrae has a zone (Q1, Q2) acting as the control stage for the displayed characters and/or the display segments and a second zone (T1-T4) acting as a logic stage supplying the output signals to the display field. The first zone (Q1, Q2) includes a vertical bipolar transistor (Q2) with the substrate acting as the collector, a doping region of opposite type acting as the base and a further semiconductor zone of similar type to he substrate acting as the emitter. The second zone (T1-T4) includes a transistor (T4, T2) with one of two semiconductor regions of opposite type to the substrate acting as the source electrode, the other region acting as the drain electrode.

Description

Integrierte Halbleiterschaltung für elektronische Uhren, bei denen lichtemittierende Dioden als Anzeigeelemente verwendet werden sowie Verfahren zur Herstellung derartiger integrierter Haibleit erschaltungen Die Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltung für eine elektronische Uhr, bei der mehrere segmentierte lichtemittierende Dioden als Anzeigeelemente für die jeweiligen Ziffern in einem Anzeigefeld verwendet werden. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung für eine elektronische Uhr, bei der mehrere segmentierte lichtemittierende Dioden als Änzeigelemente für die jeweiligen Ziffern in einem Anzeigenfeld verwendet werden. Integrated semiconductor circuit for electronic clocks where light emitting diodes are used as display elements as well as methods for Manufacture of such integrated semiconductor circuits. The invention relates to a semiconductor integrated circuit for an electronic watch in which several segmented light-emitting diodes as display elements for the respective digits can be used in a display panel. The invention also relates to a method for the production of an integrated semiconductor circuit for an electronic watch, in which several segmented light-emitting diodes as display elements for the respective digits can be used in a display field.

Die Erfindung bezieht sich also allgemein auf integrierte Halbleiterschaltungen bzw.-bausteine für elektronische Uhren und insbesondere auf einen Halbleiterbaustein im Zusammenhang mit als Anz-eigeelemente dienenda lichtemittierenden Dioden (die nachfolgend abgekürzt als LED bezeichnet werden sollen), sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Halbleiterbausteine.The invention thus relates generally to semiconductor integrated circuits or modules for electronic clocks and in particular on a semiconductor module in connection with light-emitting diodes (the hereinafter referred to as LED for short), as well as to a procedure for the production of such semiconductor components.

Bei einer elektronischen Armbanduhr mit einer LED-Anzeige wird normalerweise ein Multiplex-Steuerverfahren angewandt, bei dem mehrere segmentierte LED-Anzeigeelemente für die åjeweiligen Ziffern sequentiell in Punktion gesetzt bzw. angesteuert werden.For an electronic wristwatch with an LED display, normally a multiplex control method was used in which several segmented LED display elements for the respective digits are set or controlled sequentially in puncture.

Ein solches System erfordert einen Segment-Steuerstrom mit einem Spitzenwert von etwa 10 mA und einen Ziffern-Steuerstrom von etwa 70 mA. Es ist jedoch schwierig, derartig grosse Ströme am Ausgang einer integrierten Schaltung mit MIS (Metall-Isolator-Halbleiter)-Komplementäraufbau bereitzustellen und direkt der LED-Anzeige zuzuleiten. Bei einem herkömmlichen Aufbau wird daher getrennt von der integrierten Komplementär-MIS-Schaltung eine integrierte Bipolar-Zwischens-tbufe verwendet.Such a system requires a segment control current with a peak value of about 10 mA and a digit control current of about 70 mA. However, it is difficult Such large currents at the output of an integrated circuit with MIS (metal-insulator-semiconductor) complementary structure to be provided and fed directly to the LED display. With a conventional structure therefore becomes an integrated circuit separately from the complementary MIS integrated circuit Bipolar intermediate stage used.

Die integrierte Bipolar-Zwischenstufe besteht aus zwei Plättchen oder Halbleiterbausteinen mit einer Segment-Steuerschalt-Transi storanordnung und einer Ziffern-Steuerschalt-Transistoranordnung.The integrated bipolar intermediate stage consists of two plates or Semiconductor components with a segment control switch-Transi stor arrangement and one Digit control switch transistor arrangement.

Die herkömmlichen integrierten Halbleiterschaltungen für eine elektronische Uhr mit LED-Anzeige sind daher relativ teuer und zum Unterbringen der Schaltungsteile in die Uhr ist ein relativ grosser Raum erforderlich.The conventional semiconductor integrated circuits for an electronic Clock with LED display are therefore relatively expensive and to accommodate the circuit parts A relatively large space is required in the clock.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine integrierte Halbleiterschaltung für eine elektronische Uhr zu schaffen, bei der die zuvor genannten Schwierigkeiten nicht auftreten und ein Teil der Steuer- bzw. Treiberschaltung oder die gesamte Steuer- bzw. Treiberschaltung für die lichtemittierenden Dioden ohne Bausteinvergrösserung untergebracht werden kann. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung solcher Schaltungsanordnungen anzugeben.The invention is therefore based on the object of an integrated semiconductor circuit for an electronic watch that faces the aforementioned difficulties do not occur and part of the control or driver circuit or the whole Control or driver circuit for the light-emitting diodes without enlarging the building block can be accommodated. The invention is also based on the object Specify a method for producing such circuit arrangements.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 angegebene integrierte Schaltung und durch das in Anspruch 6 angegebene Verfahren gelöst.This object is achieved according to the invention by what is specified in claim 1 integrated circuit and solved by the method specified in claim 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Schaltung sowie des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the circuit according to the invention and of the method according to the invention are characterized in the subclaims.

Erfindungsgemäss umfasst eine integrierte Halbleiterschaltung bzw. ein integrierter Halbleiterbaustein für eine elektronische Uhr mit mehreren segmentierten IED-Anzeigeelementen Sür die jeweiligen Ziffern in einem Anzeigefeld auf einem Halbleitersubstrat Komplementärtransi storen zur Bereitstellung der Anzeige-Einschaltssignale und einen vertikalen Bipolartransistor als Ziffern- oder Segment-Steuerschaltelement. Als Kollektor des vertikalen Bipolartransistors dient das Halbleitersubstrat, und als Basis dient ein Dotierungsgebiet, das mit demselben Herstellungsvorgang wie die Komplementärtransistoren gebildet wird, und das im Hinblick auf das Halbleitersubstrat von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp ist. Im Dotierungsgebiet ist eine Halbleiterzone ausgebildet, die vom selbem Leitfähigkeitstyp wie das Halbleitersubstrat ist. Einer der Komplementärtransistoren kann auch weggelassen werden. Ein lateraler Bipolartransistor kann als Segment- oder Ziffer-Steuerschaltelement in einem weiteren Dotierungsgebiet ausgebildet werden, das mit demselben Herstellungsvorgang wie die Eomplementärtransistoren und die Vertikal-Bipolartransistoren gefertigt wird.According to the invention, an integrated semiconductor circuit or an integrated semiconductor component for an electronic watch with several segmented IED display elements for the respective digits in a display field on a semiconductor substrate Complementary transistors interfere with the provision of the display switch-on signals and one vertical bipolar transistor as digit or segment control switching element. as The collector of the vertical bipolar transistor serves the semiconductor substrate, and as The basis is a doping area that is produced using the same manufacturing process as the Complementary transistors is formed, and that with regard to the semiconductor substrate is of the opposite conductivity type. There is a semiconductor zone in the doping area which is of the same conductivity type as the semiconductor substrate. One the complementary transistors can also be omitted. A lateral bipolar transistor can be used as a segment or digit control switching element in a further doping area can be formed using the same manufacturing process as the complementary transistors and the vertical bipolar transistors are manufactured.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer integrierten Halbleiterschaltung nach einem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte, integrierte Halbleiterschaltung und Fig. 3 und 4 Schaltungsdiagramme von Teilen integrierter Halbleiterschaltungen gemäss weiteren Ausführungsformen der Erfindung.The invention is explained below with reference to the drawings, for example explained in more detail. 1 shows a circuit diagram of an integrated semiconductor circuit according to an exemplary embodiment according to the invention, FIG. 2 shows a cross section through the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1 and FIGS. 3 and 4 circuit diagrams of parts of integrated semiconductor circuits according to further embodiments the invention.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Ausführungsform einer Schaltungsanordnung einer integrierten Halbleiterschaltung für eine elektronische Uhr, bei der die Anzeige mit lichtemittierenden Dioden vorgenommen wird. In einer integrierten Halbleiterschaltung 1 ist die Schaltung zum Steuern der lichtemittierenden Dioden D1-D7,,die beispielsweise ein segmentiertes Anzeigeelement für eine Ziffer bilden, enthalten. Die integrierte Halbleiterschaltung 1 besitzt ein Paar komplementärer n-Kanal- und p-Kanal-Transistoren T1 und T2 die als Inverter geschaltet sind und eingangsseitig ein Ziffer-Auswählsignal DS zugeführt erhalten, sowie ein Paar komplementärer n-Kanal- und p-Kanal-Transistoren T3und T41 die als Inverter geschaltet sind und ein Segment-Auswählsignal SS zugeführt erhalten.1 shows an embodiment of a circuit arrangement according to the invention a semiconductor integrated circuit for a electronic clock, in which the display is made with light-emitting diodes. In an integrated Semiconductor circuit 1 is the circuit for controlling the light emitting diodes D1-D7, which, for example, form a segmented display element for a number, contain. The semiconductor integrated circuit 1 has a pair of complementary ones n-channel and p-channel transistors T1 and T2 which are connected as inverters and a digit selection signal DS received on the input side, as well as a pair of complementary ones n-channel and p-channel transistors T3 and T41 which are connected as inverters and a segment selection signal SS is supplied.

Die aus den Transistoren T1 bis T4 bestehenden Inverter dienen der Steuerung nachfolgend erläuterter bipolarer Transistoren 9 und Q2 und weisen Ausgangsimpedanzen auf, die klein genug sind, dass vorgegebene Basisströme der Transistoren Q1 und Q2 fliessen können.The inverters consisting of transistors T1 to T4 are used for Control of the bipolar transistors 9 and Q2 explained below and have output impedances that are small enough that predetermined base currents of the transistors Q1 and Q1 Q2 can flow.

Die Steuerschaltung für die lichtemittierenden Dioden - nachfolgend kurz als LED-Steuerschaltung bezeichnet - besitzt einen npn-Bipolartransistor Q1 als Ziffern-Steuerschaltelement und npn-Bipolartransistoren Q2 bis Q8 als Segmentsteuerschaltelemente.The control circuit for the light emitting diodes - below briefly referred to as LED control circuit - has an npn bipolar transistor Q1 as digit control switching element and npn bipolar transistors Q2 to Q8 as segment control switching elements.

Die Basis des bipolaren Ziffern-Steuerschalttransistors Q1 erhält von den Komplementärtransistoren T1 und T2 ein Ziffern-Steuersignal D zugeleitet, der Kollektor ist jeweils mit den Kathoden der lichtemittierenden Dioden D1 bis D8 verbunden, und am Emitter des Transistors 9 liegt eine Versorgungsspannung -VGG an. Die Basen der bipolaren Segment-Steuerschalttransistoren Q2 bis Q8 werden jeweils mit den Segment-Steuersignalen S1 bis S7 beaufschlagt, die Emitter sind jeweils mit den Anoden der lichtemittierenden Dioden D1 bis D8 verbunden und die Kollektoren liegen an Masse.The base of the bipolar digit control switching transistor Q1 receives a digit control signal D is fed from the complementary transistors T1 and T2, the collector is connected to the cathodes of the light emitting diodes D1 bis D8 connected, and a supply voltage -VGG is applied to the emitter of transistor 9 at. The bases of the segment control bipolar switching transistors Q2 to Q8 become, respectively applied to the segment control signals S1 to S7, the emitters are respectively connected to the anodes of the light emitting diodes D1 to D8 and the collectors are due to mass.

In Fig. 1 ist nur die Steuerschaltung für eine Anzeigeziffer dargestellt. Natürlich werden die Segment-Steuerschalttransistoren Q2 bis Q8 auch für andere Ziffern verwendet und die Anz #ige wird jeweils ziffernweise nacheinander im Nultiplexbetrieb gesteuert.In Fig. 1 only the control circuit for a display digit is shown. Of course, the segment control switching transistors Q2 to Q8 are also used for others Digits used and the num #ige becomes one digit at a time controlled in nultiplex mode.

Die Transistoren T1 und T3 sind nicht notwendigerweise erforderlich. Durch Weglassen dieser Steuertransistoren kann der integrierte Halbleiterbaustein klein gehalten werden. Durch Verwenden der Transistoren T1 und T3 können jedoch andererseits die Kollektor-Leckströme gering gehalten werden.The transistors T1 and T3 are not necessarily required. By omitting these control transistors, the integrated semiconductor module can be kept small. However, by using transistors T1 and T3 you can on the other hand, the collector leakage currents are kept low.

Die integrierte Halbleiterschaltung kann einen Oszillator, einen Zähler und einen Decoder umfassen. Der Aufbau und die Betriebsweise derartiger Schaltungen sind allgemein bekannt. Der Oszillator stellt kontinuierlich Schwingungen mit einer festen Frequenz bereit. Diese Schwingungen werden dem Zähler zugeleitet, der seinerseits aufeinanderfolgende Zählsignale bereitstellt.The integrated semiconductor circuit can be an oscillator, a counter and a decoder. The structure and mode of operation of such circuits are well known. The oscillator continuously produces oscillations with a fixed frequency ready. These oscillations are fed to the meter, which in turn provides successive counting signals.

Diese Zählsignale werden vom Decoder decodiert, der verschiedene Kombinationen an Ausgangssignalen erzeugt.These counting signals are decoded by the decoder, which has different combinations generated on output signals.

Die zuvor beschriebene Schaltung ist in der in Fig. 2 dargestellten Weise als integrierte Halbleiterschaltung realisiert.The circuit described above is shown in FIG Way realized as an integrated semiconductor circuit.

In der Oberfläche eines Halbleitersubstrates 2 vom N p, beispielsweise in der Oberfläche von Silicium,werden Fremdatome, beispielsweise Bor (B), mit entgegengesetzter Leitfähigkeit gegenüber dem Halbleitersubstrat 2 eingegeben und gleichzeitig die P-Quellen (well-)Zonen 11, 3, 5 und 21 ausgebildet. Das Einbringen von Fremdatomen kann beispielsweise mit thermischer Diffusion oder lonen-Implantation durch eine an sich bekannte Isoliermaske, beispielsweise SiO2,bewerkstelligt werden. Dann werden Fremdatome vom selben Ieitungstyp wie das Halbleitersubstrat 2, beispielsweise Phosphor (P), Antimon (Sb) oder Arsen (As) in die P-Quelle-Zonen 11, 3, 5 und 21 eindiffundiert und die N+-Ealbleiterzonen 12, 13, 7, 8, 9, 23 und 22 gebildet.In the surface of a semiconductor substrate 2 from N p, for example In the surface of silicon, foreign atoms, for example boron (B), are opposite Input conductivity to the semiconductor substrate 2 and at the same time the P-source (well) zones 11, 3, 5 and 21 are formed. The introduction of foreign atoms can for example with thermal diffusion or ion implantation through a insulating mask known per se, for example SiO2, can be achieved. Then will Foreign atoms of the same conductivity type as the semiconductor substrate 2, for example phosphorus (P), antimony (Sb) or arsenic (As) diffused into the P source zones 11, 3, 5 and 21 and the N + semiconductor regions 12, 13, 7, 8, 9, 23 and 22 are formed.

Danach werden Fremdatome mit zum Halbleitersubstrat 2 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp eindiffundiert, um die P+-Halbleiterzonen 15, 16, 14, 4, 6, 24, 26 und 25 in der dargestellten Weise auszubilden. Auf diese Weise wird der bipolare Vertikal-npn-Transistor (der Segment-Steuerschalttransistor) Q2 mit dem N-Substrat 2 als Kollektor, der P-Zone 3 als Basis und der N+-Zone 7 als Emitter, sowie der bipolare Lateral-npn-Transistor (der Ziffer-Steuerschalttransistor) Q1 mit der P-Zone 5 als Basis, der Nf-Zone 8 als Kollektor und der N+-Zone 9 als Emitter ausgebildet. Weiterhin werden der N-Kanal-Transistor T3 mit der + 12 N+-Zone 12 als Drain-Elektrode, der N+-Zone 13 als Source-Elektrode und einem Teil der P-Zone 11 zwischen den Zonen 12 und 13 als Kanalzone, sowie der P-Kanal-Transistor U4 mit der P+-Zone 15 als Source-Elektrode, der P+-Zone 16 als Drain-Elektrode und einem Bereich des N-Substrates 2 zwischen den Zonen 15 und 16 als Kanalzone gebildet. In gleicher Weise wird ein Paar komplementärer N-Kanal- und P-Kanal-Transistoren T1 und T2 realisiert.Thereafter, foreign atoms are opposite to the semiconductor substrate 2 Conductivity type diffused in to the P + semiconductor zones 15, 16, 14, 4, 6, 24, 26 and 25 in the manner shown. In this way the bipolar becomes Vertical npn transistor (the segment control switching transistor) Q2 with the N substrate 2 as the collector, the P zone 3 as the base and the N + zone 7 as Emitter, as well as the bipolar lateral npn transistor (the digit control switching transistor) Q1 with the P zone 5 as the base, the Nf zone 8 as the collector and the N + zone 9 as Emitter formed. Furthermore, the N-channel transistor T3 with the + 12 N + zone 12 as the drain electrode, the N + zone 13 as the source electrode and part of the P zone 11 between zones 12 and 13 as a channel zone, as well as the P-channel transistor U4 with the P + zone 15 as a source electrode, the P + zone 16 as a drain electrode and a Area of the N-substrate 2 between the zones 15 and 16 formed as a channel zone. Likewise, a pair of complementary N-channel and P-channel transistors become T1 and T2 realized.

Die Segment-Steuerschalt-Transistoren Q3 bis Q8 können in entsprechender Weise wie der Transistor Q2 gebildet werden. Die in der Substratoberfläche vorhandenen P+-Zonen 4 un d 6, die die PN-Übergänge zwischen dem N-Substrat 2 und den P-Zonen 3 und 5 bilden, dienen als Kanalbegrenzer (im Englischen mit Kanal-Stopper bezeichnet). Das Bauelement oder die Substratoberfläche wird mit einer Isolierschicht, beispielsweise mit SiO2 nach aussen hin geschützt. Die Isolierschichtbereiche sind mit Ausnahme der Bereiche über den Kanalzonen in der Darstellung weggelassen. Fig. 2 zeigt die Kontakte für die verschiedenen Zonen, sowie die Verbindungen zwischen diesen Kontakten.The segment control switching transistors Q3 to Q8 can be used in a corresponding manner Way as transistor Q2 can be formed. Those present in the substrate surface P + zones 4 and 6, which are the PN junctions between the N substrate 2 and the P zones 3 and 5, serve as channel limiters (referred to in English as channel stopper). The component or the substrate surface is covered with an insulating layer, for example Protected to the outside with SiO2. The insulating layer areas are except the areas above the channel zones are omitted from the illustration. Fig. 2 shows the Contacts for the different zones, as well as the connections between these contacts.

Durch den zuvor beschriebenen Aufbau ergeben sich zahlreiche Vorteile. Da die Bipolartransistoren in der integrierten Halbleiterschaltung mit den komplementären MIS-Transistoren ausgebildet werden können, kann ein grosser Strom bereitgestellt und von den Bipolartransistoren gezogen werden, die im Vergleich zu den komplementären MIS-Transistoren einen kleineren Raum beanspruchen. Diese Bipolartransistoren können ausgebildet werden, ohne dass beim Herstellungsvorgang der integrierten Komplementär-MIS-Schaltung Änderungen oder zusätzliche Verfahrensschritte benötigt werden. Daher kann die Halbleiterschaltung einer elektronischen Uhr, bei der eine LED-Anzeige verwendet wird, in einem Baustein ausgebildet werden, so dass die Herstellungskosten gering sind und der Baustein nur wenig Platz beansprucht. Die Segment-Steuerschalttransistoren mit den an einer Leitung liegenden Kollektoren in der LED-Steuerschaltung kann mit vertikalen Bipolartransistoren ausgebildet werden, wobei das Halbleitersubstrat für diese Transistoren als Kollektoren dient.The structure described above results in numerous advantages. Since the bipolar transistors in the semiconductor integrated circuit with the complementary MIS transistors can be formed, a large current can be provided and drawn from the bipolar transistors compared to the complementary ones MIS transistors take up a smaller space. These bipolar transistors can be formed without the manufacturing process of the integrated complementary MIS circuit Changes or additional procedural steps are required. Therefore, the semiconductor circuit can an electronic clock using an LED display in one module be formed, so that the manufacturing cost is low are and the module takes up little space. The segment control switching transistors with the collectors in the LED control circuit connected to a line can be used with vertical bipolar transistors are formed, the semiconductor substrate serves as collectors for these transistors.

Daher ist es nicht erforderlich, die Kollektoren zu verdrahten oder miteinander durch Leitungen zu verbinden.Hence there is no need to wire or wire the collectors to connect with each other by cables.

Die Erfindung ist nicht auf das zuvor beschriebene Ausführungs beispiel beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr zahlreiche Ausführungsformen und Abwandlungen.The invention is not based on the embodiment described above, for example limited. Rather, the invention encompasses numerous embodiments and modifications.

In Fig. 3 ist beispielsweise eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Ziffern-Steuerschalttransistor Q1' als vertikaler Bipolartransistor ausgebildet ist, wobei das Halbleitersubstrat als Kollektor dient. Die Segment-Steuerschalttransistoren Q21 -Q8' werden durch laterale Bipolartransistoren gebildet, die in den Quellenzonen vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsform besitzen die Ziffern-Steuerschalttransistoren für die jeweiliger Ziffern auch einen gemeinsamen Kollektor im Form des Halbleitersubstrates, so dass auch hier keine Kollektorverbindungen oder -verdrahtungen erforderlich sind.In Fig. 3, for example, an embodiment is shown at that of the digit control switching transistor Q1 'is designed as a vertical bipolar transistor with the semiconductor substrate serving as a collector. The segment control switching transistors Q21-Q8 'are formed by lateral bipolar transistors in the source zones are provided. In this embodiment, the digit control switch transistors for the respective digits also a common collector in the form of the semiconductor substrate, so that no collector connections or wiring are required here either.

Gegebenenfalls ist es erforderlich, dass durch den Ziffer-Steuerschalttransistor im Vergleich zum Segment-Steuerschalttransistor ein grosser Strom fliessen muss. In Fig. 4 ist daher eine Ausführungsform angegeben, bei der eine Ziffer-Steuerschaltstufe laterale Bipolartransistoren Q1 und und &1IIumfasst, die in Darlington-Schaltungsweise verbunden sind.It may be necessary that through the digit control switching transistor In comparison to the segment control switching transistor, a large current has to flow. In Fig. 4, therefore, an embodiment is given in which a digit control switching stage lateral bipolar transistors Q1 and and & 1II, which are Darlington-connected are connected.

Erfindungsgemäss kann auch entweder der Ziffern- oder der Segment-Steuerschalttransistor als integrierte Komplementär-MIS-Schaltung ausgebildet sein. Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wurde ein Halbleitersubstrat vom N-Typ verwendet.According to the invention, either the digit or the segment control switching transistor can also be used be designed as an integrated complementary MIS circuit. In the case of the previously described Embodiment, an N-type semiconductor substrate was used.

Die integrierte Halbleiterschaltung kann auch mit einem Halbleitersubstrat vom P-Typ hergestellt werden.The integrated semiconductor circuit can also use a semiconductor substrate of the P-type.

Die lichtemittierenden Dioden werden nur dann angesteuert, wenn eine Zeitanzeige erforderlich ist. Ein solches Steuer-bzw. Erregungssystem führt zu einem geringen Leistungsbedarf einer elektronischen Uhr, wobei die Komplementär-NOS-Digitalschaltungen eine geringe Leistungsaufnahme besitzen.Der Zeitraum, während dem die lichtemittierenden Dioden angesteuert werden, kann durch eine Gruppe von Ziffern-Auswählsignalen DS oder von Segment-Auswählsignalen SS durch Betätigen eines externen Schalter von Hand gesteuert werden.The light-emitting diodes are only activated when one Time display is required. Such a tax or Arousal system leads to a low power requirements of an electronic watch, with the complementary NOS digital circuits have a low power consumption. The period during which the light-emitting Diodes can be controlled by a group of digit selection signals DS or from segment selection signals SS by actuating an external switch from Hand controlled.

Die vorliegende Erfindung ist ganz allgemein bei integrierten Halbleisterschaltungen für eine elektronische Uhr anwendbar, die eine LED-Anzeige besitzt.The present invention is generally applicable to semiconductor integrated circuits applicable to an electronic watch having an LED display.

Claims (8)

PatentansprücheClaims 1. Integrierte Halbleiterschaltung für eine-elektronische Uhr, bei der mehrere segmentierte lichtemittierende Dioden als Anzeigeelemente für die jeweiligen Ziffern in einem Anzeigefeld verwendet werden, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Halbleitersubstrat (2) mit einem ersten Bereich (&1> der als Steuerschaltstufe für die Ziffer und/oder das Segment des Anzeigefeldes dient, sowie einen zweiten Bereich (T1-T4), der als Logikstufe dient und zur Erregung des Anzeigefeldes Ausgangssignale bereitstellt, die dem ersten Bereich (Q1, Q2) zugeleitet werden, wobei im ersten Bereich (Q1' Q2) ein Dotierungsgebiet (3) mit zum Halbleitersubstrat (2t entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, in diesem Dotierungsgebiet- (3) des ersten Bereichs (Q1, Q2) eine Halbleiterzone (7) vom selben Leitfähigkeitstyp wie das Halbleitersubstrat (2) vorgesehen ist und im zweiten Bereich (T1-T4) zwei Halbleiterzonen (15, 16; 25, 26) mit einem gegenüber dem Halbleitersubstrat (2) entgegengesetzem Leitfähigkeitstyp ausgebildet sind, derart, dass der erste Bereich (Q1, Q2) einen vertikalen Bipolartransistor (Q2) mit dem Halbleitersubstrat (2) als Kollektor, dem Dotiertiiigsgebiet (3) als Basis und der Halbleiterzone (7) als.1. Integrated semiconductor circuit for an electronic watch, at the multiple segmented light emitting diodes as display elements for the respective Digits used in a display field are indicated by a semiconductor substrate (2) with a first area (& 1> as a control switching stage serves for the number and / or the segment of the display field, as well as a second Area (T1-T4), which serves as a logic stage and for excitation of the display field output signals provides, which are fed to the first area (Q1, Q2), wherein in the first Area (Q1 'Q2) has a doping area (3) opposite to the semiconductor substrate (2t) Conductivity type, in this doping area- (3) of the first area (Q1, Q2) a semiconductor zone (7) of the same conductivity type as the semiconductor substrate (2) is provided and two semiconductor zones (15, 16; 25, 26) with a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate (2) are designed such that the first region (Q1, Q2) is a vertical bipolar transistor (Q2) with the semiconductor substrate (2) as a collector, the doping region (3) as Base and the semiconductor zone (7) as. Emitter und der zweite Bereich (T1-T4) einen Transistor (g4; T2) umfasst, dessen eine (15; 25) der zwei Halbleiterzonen (15, 16; 25, 26) als Source-Elektrode, die andere (16; 26) der zwei Halbleiterzonen (15, 16; 25, 26) als Drain-Elektrode und der Bereich des Halbleitersubstrates (2) zwischen den zwei Halbleiterzonen (15,16; 25, 26) als Kanalzone dient. Emitter and the second area (T1-T4) a transistor (g4; T2) comprises one (15; 25) of the two semiconductor zones (15, 16; 25, 26) as a source electrode, the other (16; 26) of the two semiconductor zones (15, 16; 25, 26) as a drain electrode and the region of the semiconductor substrate (2) between the two semiconductor zones (15, 16; 25, 26) serves as a canal zone. 2. Integri#erte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (Q1, Q2) ein zweites Dotierungsgebiet (5) mit zum Halbleitersubstrat (2) entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp und zwei im zweiten Dotierungsgebiet (5) ausgebildete zweite Halbleiterzonen (8, 9) desselben Leitfähigkeitstyp wie das Halbleitersubstrat (2) aufweist, um einen lateralen Bipolartransistor (Q1) mit dem zweiten Dotierungsgebiet (5) als Basis, einer (8) der zweiten Halbleiterzonen (8, 9) als Kollektor und der anderen, zweiten Halbleiterzone (9) als Emitter auszubilden, wobei der eine (Q2) bzw. der andere (Q1) des vertikalen und lateralen Bipolartransistors (Q2' Q1) als Ziffern- bzw. Segment-Steuerschaltelement dient. 2. Integrated semiconductor circuit according to claim 1, characterized in that that the first region (Q1, Q2) has a second doping region (5) with the semiconductor substrate (2) opposite conductivity type and two in the second doping area (5) formed second semiconductor zones (8, 9) of the same Conductivity type as the semiconductor substrate (2) has to have a lateral bipolar transistor (Q1) with the second doping region (5) as the base, one (8) of the second semiconductor zones (8, 9) as a collector and the other, second semiconductor zone (9) as an emitter, one (Q2) and the other (Q1) of the vertical and lateral bipolar transistors, respectively (Q2 'Q1) serves as a digit or segment control switching element. 3. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei dieser lateralen Bipolartransistoren (Q1, Q2") als Ziffern-Steuerschaltelemente dienen, wobei der Emitter des einen lateralen Bipolartransistors (Q1") mit der Basis des anderen lateralen Bipolartransistors in in Verbindung steht und die Kollektoren der beiden lateralen Bipolartransistoren (Q1, Q1') miteinander verbunden sind. (Fig. 4).3. Integrated semiconductor circuit according to claim 2, characterized in that that two of these lateral bipolar transistors (Q1, Q2 ") are used as digit control switching elements serve, with the emitter of a lateral bipolar transistor (Q1 ") connected to the base of the other lateral bipolar transistor is in communication and the collectors of the two lateral bipolar transistors (Q1, Q1 ') are connected to one another. (Fig. 4). 4. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (T1-T4) ein Dotierungsgebiet (11; 21) mit zum Halbleitersubstrat (2) entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und zwei in dem Dotierungsgebiet (11; 21) ausgebildete Halbleiterzonen (12, 13;, 22, 23) desselben Leitfähigkeitstyps wie das Halbleitersubstrat (2) umfasst, um einen Transistor (23; T1) auszubilden, bei dem eine (13; 23) der zwei Halbleiterzonen (12, 13; 22, 23) als Source-Elektrode, die andere (12, 22) der zwei Halbleiterzonen (12, 13; 22, 23) als Drain-Elektrode und der Teil des Dotierungsgebiets (11; 21) zwischen den beiden Halbleiterzonen (12, 13; 22, 23) als Kanalzone dient, und der zu dem erstgenannten Transistor (g4; T2) komplementär ist.4. Integrated semiconductor circuit according to claim 1, characterized in that that the second region (T1-T4) has a doping region (11; 21) with the semiconductor substrate (2) opposite conductivity type and two in the doping region (11; 21) formed semiconductor zones (12, 13 ;, 22, 23) of the same conductivity type as the semiconductor substrate (2) comprises to form a transistor (23; T1) at one (13; 23) of the two semiconductor zones (12, 13; 22, 23) as a source electrode, the other (12, 22) of the two semiconductor zones (12, 13; 22, 23) as a drain electrode and the part of the doping region (11; 21) between the two semiconductor zones (12, 13; 22, 23) serves as a channel zone, and the transistor (g4; T2) is complementary. 5. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum, in dem die aus lichtemittierenden Dioden bestehenden Anzeigeelemente (D1-D7) des Anzeigefeldes in Funktion gesetzt werden, durch ein externes Signal gesteuert wird.5. Integrated semiconductor circuit according to claim 1, characterized in that that the period in which the display elements consisting of light emitting diodes (D1-D7) of the display field can be activated by an external signal is controlled. 6. Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung für eine elektronische Uhr, bei der mehrere segmentierte lichtemittierende Dioden als Anzeigenelemente für die jeweiligen Ziffern in einem Anzeigenfeld verwendet werden, gekennzeichnet durch einen ersten Verfahrensschritt, bei dem zur Ausbildung eines Dotierungsgebietes im Halbleitersubstrat Fremdatome mit zum Halbleitersubstrat entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp in einem ersten ausgewählten Bereich des Halbleitersubstrates eingebracht werden, einen zweiten Verfahrensschritt, bei dem zur Ausbildung einer Halbleiterzone im Dotierungsgebiet des ersten Bereiches in dieses Dotierungsgebiet Fremdatome mit demselben Ileitfähigkeitstyp wie das Halbleitersubstrat eingebracht werden, einem dritten Verfahrensschritt, bei dem zur Ausbildung zweier Halbleiterzonen in zwei ausgewählten Gebieten eines zweiten ausgewählten Bereichs des Halbleitersubstrats Fremdatome mit zum Halbleitersubstrat entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp in diese zwei ausgewählten Gebiete eingebracht werden, wobei der erste Bereich einen vertikalen Bipolartransistor mit dem Halbleitersubstrat als Kollektor, dem Dotierungsgebiet als Basis und der Halbleiterzone als Emitter darstellt und der als Steuerschaltelement für entweder die Ziffer oder das Segment des Anzeigefeldes dient, und wobei der zweite Bereich ein Transistor mit einem der beiden Halbleiterzonen als Source-Elektrode, der anderen der beiden Halbleiterzonen als Drain-Elektrode und dem Bereich des Halbleitersubstrat zwischen den beiden Halbleiterzonen als Kanalzone darstellt, und der als Logikstufe zur Bereitstellung von Ausgangssignalen zur Erregung des Anzeigefeldes dient.6. Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit for an electronic watch that has multiple segmented light emitting diodes used as display elements for the respective digits in a display field are characterized by a first process step in which to training of a doping area in the semiconductor substrate with foreign atoms to the semiconductor substrate opposite conductivity type in a first selected area of the semiconductor substrate be introduced, a second process step in which to form a Semiconductor zone in the doping area of the first area in this doping area Foreign atoms introduced with the same conductivity type as the semiconductor substrate are, a third process step in which to form two semiconductor zones in two selected areas of a second selected area of the semiconductor substrate Foreign atoms with the opposite conductivity type to the semiconductor substrate into this two selected areas can be introduced, the first area being vertical Bipolar transistor with the semiconductor substrate as collector, the doping area represents the base and the semiconductor zone as the emitter and the control switching element for either the digit or the segment of the display field, and where the second area a transistor with one of the two semiconductor zones as the source electrode, the other of the two semiconductor zones as the drain electrode and the area of the semiconductor substrate represents between the two semiconductor zones as a channel zone, and that as a logic stage serves to provide output signals to excite the display panel. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten. Verfahrensschritt zur Ausbildung eines zweiten Dotierungsgebietes dem ersten Bereich Fremdatome mit zum Halbleitersubstrat entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp und beim zweiten Verf-ahrensschritt zur Ausbildung der zwei zweiten Halbleiterzonen in den zwei ausgewählten Bereichen der zweiten Dotierungszone Fremdatome mit demselben Leitfähigkeitstyp wie das Halbleitersubstrat in die zwei ausgewählten Bereiche des zweiten Dotierungsgebietes eingebracht werden, so dass ein lateraler Bipolartransistor mit dem zweiten Dotierungsgebiet als Basis, einem der zweiten Halbleiterzonen als Kollektor und der anderen zweiten Halbleiterzone als Emitter geschaffen wird, der als Steuerschaltelement für die andere Ziffer bzw. das andere Segment des Anzeigefeldes dient.7. The method according to claim 6, characterized in that the first. Method step for forming a second doping region the first region Foreign atoms with the opposite conductivity type to the semiconductor substrate and at second process step for forming the two second semiconductor zones in the two selected areas of the second Doping zone foreign atoms with the same conductivity type as the semiconductor substrate into the two selected Regions of the second doping region are introduced, so that a lateral Bipolar transistor with the second doping region as a base, one of the second Semiconductor zones as a collector and the other second semiconductor zone as an emitter is created as the control switching element for the other digit or the other Segment of the display field is used. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Verfahrensschritt zur Ausbildung eines Dotierungsgebietes in einem ausgewählten Teil des zweiten Bereiches Fremdatome mit zum Halbleitersubstrat entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp in den zweiten Teil des zweiten Bereiches, und beim zweiten Verfahrens schritt zur Ausbildung zweier Halbleiterzonen in zwei ausgewählten Teilen des Dotierungsgebiets Fremdatome mit demselben Iieitfähigkeitstyp wie das Halbleitersubstrat in die zwei ausgewählten Teile des Dotierungsgebiets eingebracht werden, wobei ein Transistor mit einem der zwei Halbleiterzonen als Source-Elektrode, der anderen der zwei Halbleiterzonen als Drain-Elektrode und dem Bereich des Dotierungsgebietes zwischen den beiden Halbleiterzonen als Kanal zone geschaffen wird, der zum erstgenannten Transistor komplementär ist.8. The method according to claim 6, characterized in that the first Method step for forming a doping region in a selected one Part of the second area with foreign atoms opposite to the semiconductor substrate Conductivity type in the second part of the second range, and in the second method step for the formation of two semiconductor zones in two selected parts of the doping region Impurity atoms with the same conductivity type as the semiconductor substrate into the two selected parts of the doping region are introduced, with a transistor with one of the two semiconductor zones as the source electrode, the other of the two semiconductor zones as a drain electrode and the area of the doping area between the two semiconductor zones is created as a channel zone, which is complementary to the first-mentioned transistor. LeerseiteBlank page
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EP0065269A2 (en) * 1981-05-13 1982-11-24 Hitachi, Ltd. Switching device and circuit
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