DE2848632C2 - Integrierte logische Schaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bez-eht sich auf eine integrierte Iogische Schaltung mit einein Signaleingang, der durch eine Basis eines Bipolartransistors gebildet wird, und mit mehreren Signalausgängen, die über je eine Diode mit dem Kollektor des Bipolartransistors gekoppelt sind, wobei der Signaleingang mit Mitteln zum Zuführen von Strom versehen ist und wobei diese Schaltung einen Halbleiterkörper mit einer Hauptoberfläche enthält, an die mehrere Oberflächengebiete von einem ersten Leitungstyp grenzen, die sich auf einem gemeinsamen Substratgebiet von einem zweiten dem ersten entgegengesetzten Leitungstyp befinden, wobei mindestens eines

ίο der Oberflächengebiete zu einem Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp gehört, das einen Teil des Bipolartransistors bildet wobei dieses Kollektorgebiet einen hoch- und einen niederohmigen Teil aufweist wobei sich der niederohmige Teil an und längs der Grenzfläche zwischen dem Kollektorgebiet und dem Substratgebiet erstreckt wobei der Bipolartransistor weiter eine an die Hauptoberfläche grenzende Emitterzone vom ersten Leitungstyp enthält, die in dem Halbleiterkörper durch eine bis zu der Hauptoberfläche reichende Basiszone vom zweiten Leitungstyp von dem '-'ollektorgebiet getrennt ist, wobei die Basiszone im Köirektorgebiet gebildet ist und über einem Teil dieses Kollektorgebietes liegt und wobei an der Hauptoberfläche eine elektrisch isolierende Schicht vorhanden ist die eine erste öffnung, die über der Emitterzone liegt eine zweite öffnung, die neben der Emitterzone über der Basiszone liegt und mehrere dritte öffnungen, die neben der Basiszone über dem Kollektorgebiet liegen, aufweist wobei die Isolierschicht Leiterbahnen von dem Halbleiterkörper trennt, die für elektrischen Anschluß bis in die erste, die zweite und die dritten öffnungen reichen, und wobei die bis in die dritten öffnungen reichenden Leiterbahnen über je einen gleichrichtenden Obergang, der an das Kollektorgebiet grenzt mit dem Kollektorgebiet

gekoppelt sind, wobei diese gleichrichtenden Obergänge die genannten Dioden bilden, und wobei der Bipolartransistor an der Hauptoberfläche von einer Isolierzone umgeben ist, mit deren Hilfe der Bipolartransistor wenigstens beim Betrieb elektrisch gegen benachbarte Oberflächengebiete von ι ersten Leilur.gstyp isoliert ist.

•Diese Schaltung ist aus »1975 I.EE.E. International

Solid State Circuits Conference«, Digest of Technical Papers, Februar 1975, S. 168 und 169 bekamt und wird als sehr attraktiv für großintegrierte Iogische Schaltungen (LSI) beschrieben. Die Basiszelle ist ein NlCHT-UND-Gatter, in dem die Kopplungsdioden an den Signalausgängen als Schottky-Dioden ausgebildet sind. Außerdem enthält die Zelle auch eine Schottky-Diode, die zu dem Kollektor-Basis-Übergang des Transistors

so parallelgeschaltet ist Diese Schottky-Diode (Anklammerungsdiode) weist eine größere Diodendurchlaßspannung als die Kopplungsdioden auf. Der Hub des logi.«*hen Signals, d. h. der Spannungsunterschied zwischen den Signalen, die eine Iogische »1« bzw. eine logisehe »0« darsteiler, ist gleich dem Unterschied zwischen den Diodendurchlaßspannungen der beiden voneinander verschiedenen Arten von Schottky-Dioden. Dieser Hub kann dadurch verhältnismäßig klein sein, was der Schallgeschwindigkeit der Zelle zugute kommt. Die Mindestve/zögerungszeit der Zelle ist mit der der Version von TTL mit Schottky-Diode und geringer Verlustleistung vergleichbar, die auch kurz mit LSTTL bezeichnet wird. Weiter ist die Zelle besonders gedrängt und ist auch das Produkt der Verzögerungszeit und der Verlustleistung günstig niedrig.

Obgleich diese attraktive LSI-Logik nun schon vor fast drei Jahren bekannt wurde, hat sie, sofern es der Anmelderin bekannt ist, bisher nicht zu kommerziellen

Erzeugnissen geführt, die auf dem Markt Eingang gefunden haben.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, Maßnahmen anzugeben, um, ausgehend von dieser bekannten LSI-Logik, eine Abänderung der beschriebenen integrierten Schaltung zu erzielen, die einfacher und preiswerter hergestellt werden kann, während zu gleicher Zeit die günstigen elektrischen Eigenschaften und die für Integration gewünschte hohe Packungsdichte zum größten Teil erhalten bleiben.

Überraschenderweise haben Versuche ergeben, daß durch besondere Maßnahmen in der Halbleiterstruktur, die keine zusätzlichen Bearbeitungen bei der Herstellung erfordern, ein mit dem bipolaren Schalttransistor gekoppelter Hilfstransistor erhalten werden kann, der es ermöglicht, die Anklammerungsdiode fortzulassen, ohne daß dadurch die Schaltzeit der Zelle auf unzulässige Wei« verlängert wird.

Eine integrierte logische Schaltung der eingangs beschriebenen Art ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in der Halbleiterstruktur des Bipolartransistors eine weitere Oberflächenzone vom ersten Lettungstyp angebracht ist, die durch die Basiszone von dem genannten Kollektorgebiet getrennt ist und Jie mit einem elektrischen Anschluß versehen ist, wobei das Kollektorgebiet, die Basiszone und die weitere Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp als Emitter, Basis bzw. Kollektor eines Hilfstransistors dienen, wodurch, wenn der Bipolartransistor übersteuert ist, ein beträchtlicher Teil des durch den Basisanschluß des Bipolartransistors fließenden Stromes in den Hilfstransistor aufgenommen und die Speicherung beweglicher Ladungsträger in dem übersteuerten Transistor erheblich beschränkt werden kann.

Der von dem Hilfstransistor aufgenommene Strom wird von dem durch den Basisanschluß fließenden Strom abgezogen, so daß der für den eigentlichen irrvertertransistor verfügbare Basisstrom herabgesetzt wird.

Die vorgeschlagene integrierte logische Schaltung mit einem Invertertransistor mit auf oder in dem Kollektorgebiet integrierten Kopplungsdioden und einem zweckmäßigen eingebauten Hilfstransistor ermöglicht Schaltgeschwindigkeiten, die gleich oder größer als die von LS TTL sind, während die Verlustleistung erheblich geringer ist Außerdem ist die Packungsdichte leicht um einen Faktor 2 bis 6 größer als für LS TTL. Vorzugsweise wird der elektrische Anschluß der weiteren Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp durch die Leiterbahn gebildet, die bis in die zweite über der Basiszone des Bipolartransistors liegende öffnung reicht. Für die weitere Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp ist praktisch kein zusätzlicher P.aum erforderlich, wenn sie unter dem Basiskontakt angebracht ist, derart, daß der zwischen dieser weiteren Zone und der Basiszone gebildete pn-Übergang in der zweiten öffnung bis zu der Hauptoberfläche reicht und an der betreffenden Stelle durch den elektrischen Anschluß der Basiszone kurzgeschlossen ist

Bei einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform enthalten die Isolierzonen Zonen aus Isoliermaterial, die sich von der Hauptoberfläche bis zu einer größeren Tiefe als die Basiszone des Bipolartransistors in dem Halbleiterkörper erstrecken, wobei die Basiszone über wenigstens einen erheblichen Teil ihres Umfangs an das Isoliermaterial grenzt Auf diese Weise können kleine Bipolartransistoren mit kleinen Kapazitäten und einer geringen Ladungsspeicherung erhalten werden, wobei der Hilfstransistor die Ladungsspeicherung weiter herabsetzt und kontrolliert.

Bei einer weiteren besonderen bevorzugten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung ist außerdem ein komplementärer Hilfstransistor eingebaut. Dabei weist vorzugsweise der niederohmige Teil des Kollektorgebietes vom ersten Leitungstyp in einer zu der Hauptoberfläche praktisch parallelen Richtung einen beschränkten Umfang auf, wobei sich dieser Teil einerseits unter der Emitterzone und unter den

ίο gleichrichtenden Übergängen erstreckt und andererseits unter der Basiszone und der darübcrlicgenden zweiten öffnung in der Isolierschicht ein Gebiet freiläßt, in dem der hochohmige Teil des Kollektorgcbietcs unmittelbar unter Bildung eines pn-Übergangs an das Substratgebiet grenzt, wobei der an den hochohmigen Teil des Kollektorgebietes grenzende Teil des Substratgebietes als Kollektor des Hilfstransistors mit dem angrenzenden Kollektorgebiet und der Basiszone des Bipoiariraniisiors zusammenarbeitet. Vorzugsweise ist in dieser Ausführungsform die zwischen den beiden pn-Übergängen des komplementären Hilfstransistors gemessene Dicke des hochohmigen Teiles des Kollektorgebietes kleiner als S μπι.
In einer anderen wichtigen bevorzugten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung, bei der außerdem ein komplementärer Hilfstransistor eingebaut ist, ist an der Hauptoberfläche neben der Basiszone eine an das Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp grenzende weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp vorgesehen, die von der Hauptoberfläche bis zu praktisch der gleichen Tiefe wie die Basiszone in den Halbleiterkörper reicht, wobei diese weitere Zone als Kollektor des komplementären Hilfstransistors dient und mit dem Substratgebiet verbunden ist

Diese weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp kann einfach zugleich mit der Basiszone angebracht werden, wodurch der Abstand zwischen diesen Zonen verhältnismäßig klein sein kann. Vorzugsweise ist der Abstand an der Hauptoberfläche zwischen der Basiszone und der weiteren Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp höchstens 5 μΐη.

Der vertikale und der horizontale komplementäre Hilfstransistor können auch mit Vorteil in derselben integrierten Schaltung nach der Erfindung kombiniert werden.

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

so F i g. 1 das elektrische Schahbild des bekannten NICHT-UND-Gatters,

F i g. 2 schematisch einen Teil einer Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung,

Fig.3 schematisch einen Querschnitt durch diesen Teil der ersten Ausführungsform der Linie HI-III der Fig.2, ·

F i g. 4 schematisch einen Teil einer zweiten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung, und

Fig.5 schematisch einen Querschnitt durch diese zweite Ausführungsform längs der Linie VI-VI der Fig. 4.
Das elektrische Schaltbild des vorgenannten bekannten NICHT-UND-Gatters, das in Fi g. I dargestellt ist enthält einen Signaleingang 1, der durch die Basis eines Bipolartransistors Γ gebildet wird, und mehrere Signalausgänge 2,3,4 und 5, die über je eine Diode 6 mit dem

Kollektor des Bipolartransistors Γ gekoppelt sind. Der Signaleingang 1 ist mit Mitteln zum Zuführen von Strom versehen, die durch die Stromquelle /dargestellt sind.

Der Transistor Γ ist ein Planartransistor, dessen KoI-lektor-Basis-Übergang von einer Schottky-Diode 7 überbrückt ist. Dank dieser Anklammerungsdiode weist der Tinnsistor die hohe Schaltgeschwindigkeit auf, die für Logikschaltungen heutzutage erwünscht ist. Wenn die Anklammerungsdiode 7 fortgelassen wird, wird der Transistor im leitenden Zustand weit in die Sättigung gesteuert. Der Transistor enthält dann eine große Menge gespeicherter Ladung, zum größten Teil in Form von Minoritätsladungsträgern, die sich im Kollektorgebiet befinden. Das Ausschalten des Transistors geht dement- is sprechend träge vor sich. Die Anklammerungsdiode 7 verhindert, daß der Transistor in die Sättigung gesteuert wird, so daß die genannte Ladungsspeicherung vermieden wird.

Wenn beim Betrieb der Signaleingang 1 nicht geschlossen ist, wird der Signaleingang 1 von dem zugeführten Strom / auf die Emitter-Basis-Spannung des Transistors T aufgeladen, die dem leitenden Zustand entspricht. Diese Diodendurchlaß- oder -grenzschichtspannung Vbe ist für einen Siliziumtransistor z. B. etwa 700 bis 750 mV.

Wenn die Spannung am Signaleingang die Diodendurchlaßspannung Vbe erreicht, wird der Transistor T leitend und wird der Strom / als Basisstrom benutzt. Der an einem oder mehreren der Signalausgänge verfügbare Strom wird dann über den Transistor T abgeleitet, wobei die Spannung am betreffenden Signalausgang gleich der Diodendurchlaßspannung Vo 1 der Kopplungsdioden 6 zuzüglich der Kollektor-Emitter-Spannung des leitenden Transistors Γ sein wird. Diese KoI-Icktor-Emitter-Spannung ist gleich der Spannung Vbe abzüglich der Diodendürchiaßspanniing Vßj der Anklammerungsdiode 7. Wenn die Spannung Vo 2 größer als die Spannung Vd \ ist, ist die Signalausgangsspannung kleiner als Vbe und wird der Transistor eines -is nächstfolgenden mit dem betreffenden Signalausgang verbundenen NICHT-UND-Gatters im nichtleitenden Zustand gehalten.

Der Hub des logischen Signals, d. h. der Unterschied zwischen dem hohen und dem niedrigen Signalpegel, ist gleich dem Unterschied zwischen den Diodendurchlaßspannungen Vp₂ der Anklammerungsdiode 7 und Vo 1 der Kopplungsdioden 6.

Die Schottky-Anklammerungsdiode 7 ist ein PtSi-Si-Kontakt mit einer Diodendurchlaßspannung Vd2 von etwa 500 mV. Die Schottky-Kopplungsdiode 6 sind Ti-Si-Kontakte mit einer Diodendurchlaßspannung von etwa 350 mV. Der logische Hub beträgt dann etwa 150 mV. Dieser verhältnismäßig kleine logische Hub übt einen günstigen Einfluß auf die Verzögerungszeit der Gatterschaltung aus. Beim Umschalten von dem hohen zu dem niedrigen Signalzustand oder umgekehrt braucht nur ein geringer Spannungsunterschied überbrückt zu werden. Das Umschalten kann also in entsprechend kurzer Zeit vor sich gehen.

Die beschriebene bekannte logische Schaltung verdankt ihre günstigen schalttechnischen Eigenschaften also im wesentlichen zwei Ursachen. Die erste Ursache ist die Anwendung eines schnellen, durch das Vorhandensein der Schottky-Diode 7 nicht in die Sättigung gesteuerten Planartransistors Tund die zweite Ursache ist eine passend gewählte Metallisierung mit Metall-Halbleiter-Kontakten verschiedener Zusammensetzung, die Schottky-Dioden mit einem günstig kleinen Unterschied in Diodendurchlaßspannung von etwa 150 mV ergeben. Sowohl im Schalttransistor Tals auch beim Bestimmen des gewünschten logischen Hubes spielt also die gewählte Metallisierung eine wesentliche entscheidende Rolle.

Die vorliegende Erfindung scha'ft die Möglichkeit, statt dieser entscheidenden komplexen Metallisierung, die notwendigerweise aus leitenden Schichten verschiedener Materialien aufgebaut ist, eine viel einfachere Metallisierung zu verwenden, die z. B. auch in bereits bekannten Erzeugnissen Anwendung findet.

Die erste Ausführungsform, die an Hand der F i g. 2 und 3 näher beschrieben wird, enthält einen Halbleiterkörper 20 mit einer Hauptoberfläche 2t, an die mehrere Oberflächengebiete 22,23 und 24 von einem ersten Leitungstyp grenzen, die sich auf einem ersten gemeinsamen Substratgebiet 29 von einem zweiten dem ersten entgegengesetzten Leitungstyp befinden. Das Substratgebiet 29 kann eine gemeinsame Halbleiterschicht sein, die z. B. auf einem Substrat angebracht ist. Im vorliegenden Beispiel ist ein p-leitendes Halbleitersubstrat aus Silizium mit einem spezifischen Widerstand von z. B. 10 bis 15 Ω ■ cm verwendet.

An der Hauptoberfläche 21 sind die Oberflächengebiete 22,23 und 24 je von einer Isolierzone 30 umgeben, mit deren Hilfe die Oberflächengebiete wenigstens beim Betrieb elektrisch gegeneinander isoliert sind. Die Isolierzonen bestehen in diesem Beispiel völlig aus Isoliermaterial. Auch können p-Ieitende Zonen verwendet werden, die sich von der Hauptoberfläche 21 her in einer η-leitenden Oberflächenschicht erstrecken. Die Isolierzonen erstrecken sich über einen Teil der Dicke der Oberflächenschicht oder durch die ganze Oberflächenschicht hindurch, so daß sie bis in das Substrat 29 reichen. Durch das Anlegen einer Spannung in der Sperrichtung über den zwischen den p-leitenden Isolierzonen und den Oberflächengebieten 22, 23 und 24 und/ oder zwischen dem Substrat 29 und den Oberflächengebieien 22, 23 und 24 gebildeten pn-Übergängen kann auf übliche Weise beim Betrieb elektrische Isolierung zwischen den Oberflächengebieten 22,23 und 24 sichergestellt werden. Die Isolierzonen können auch teilweise aus Isoliermaterial und teilweise aus p-leitendem Halbleitermaterial bestehen.

Mindestens eines (22) der Oberflächengebiete 22, 23 und 24 dient als Kollektorgebiet eines Bipolartransistors. Dieses Kollektorgebiet 22 enthält einen hochohmigen Teil 31 und einen niederohmigen Teil 32, wobei sich der niederohmige Teil 32 an und längs der Grenzfläche zwischen dem Kollektorgebiet 22 und dem Substratgebiet 29 erstreckt

Der Bipolartransistor enthält weiter eine an die Hauptoberfläche 21 grenzende Emitterzone 33 vom ersten Leitungstyp, die im Halbleiterkörper 20 durch eine bis zu der Hauptoberfläche 21 reichende Basiszone 34 vom zweiten Leitungstyp von dem Kollektorgebiet 22 getrennt ist Die η-leitende Emitterzone 33 bildet mit der p-leitenden Basiszone 34 einen ersten pn-übergang 35 mit einer ersten Diodendurchlaßspannung Vbe und die p-leitende Basiszone 34 bildet mit dem n-leitenden Kollektorgebiet 22 einen zweiten pn-Obergang 36.

Auf der Hauptoberfläche 21 ist eine elektrisch isolierende Schicht 37 vorhanden, die in der Draufsicht nach F i g. 2 annahmeweise durchsichtig ist Die Schicht 37 besteht z. B. aus einem Isoliermaterial, wie Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid oder einer Kombination dieser Materialien. Eine erste öffnung 38 in der Isolierschicht

grierten Schaltung dargeste.lt Die woh. dargeste.lten ah> Bas.sstrom ^ den H Igτ»»»^

^ΐ 55AS¹SfS .4 und ,, die bis in die SSRunden ist .ein ^ten^^ dritten öffnungen 40 reichen, sind über je einen gleich- ,5 ßerer Teil des Basisstroms durch du, Haup™^ah" richtenden Übergang 16, der an das Kollektorgebiet 22 des Hilfstransistors direkt, zu dem Kollektor des lnvergrenzt, mit diesem Kollektorgebiet gekoppelt. In diesem tertransistors fließen. ., ,irninhiin

BeisDiel sind die gleichrichtenden Übergänge 16 Metall- Über dem gleichrichtenden Übergang 81. der nicht in

Halbleiter- oderSchottky-Übergänge. Es handelt sich die Durchlaßrichtung gescnäiiei wiru. wsrucn .,.:..-..-um Platinel-Silizidkontakte wie z. B. in der US-PS 20 tätsladungsträger aus der Basiszone 34 gesammelt Da-38 55 612 beschrieben. Die gleichrichtenden Übergänge durch wird die Speicherung dieser Ladungsträger an 16 weisen eine Diodendurchlaßspannung V_D , auf. Für sich bereits verringert. Ein wichtiger Effekt ist aber auch die Wirkung der Schaltung ist es erforderlich, daß Über- der, daß, dadurch, daß ein erheblicher Teil des durch den gänge 16 mit einer Diodendurchlaßspannung V_Di ver- Anschluß 11 fließenden Stromes in den Hilfstransistor wendet werden, die kleiner als die Diodendurchlaßspan- 25 aufgenommen wird, für den Invertertransistor selber nung Vbe des Emitter-Basis-pn-Übergänge 35 des Tran- weniger Basisstrom verfügbar ist Der Invertertransi_sisto_rsist stör ist dadurch in geringerem Maße übersteuert, .WO-

Der niederohmige Teil 32 des Kollektorgcbietes 22 durch der Basis-Kollektor-Übergang 36 weniger weit in erstreckt sich in einer zu der Hauptoberfläche 21 orak- der Durchlaßrichtung polarisiert wird und auch die tisch parallelen Richtung von unterhalb der Emitterzo- 30 Spannung über dem Emitter-Basis-Ubergang 35 kleiner ne 33 bis unterhalb der gleichrichtenden Übergänge 16. sein wird. Dadurch ist auch die Speicherung von Minon-Nach der Erfindung ist in der Halbleiterstruktur des tätsladungsträgern im Invertertransistor als ganzes entBipolartransistors 33,34, 22 eine weitere Oberflächen- sprechend geringer. . . zone 80 vom ersten Leitungstyp angebracht, die durch Vorzugsweise enthalten die Isolierzonen 30, wie im die Basiszone 34 von dem Kollektorgebiet 31, 32 ge- 35 vorliegenden Beispiel, Isoliermaterial, wobei sich das trennt ist Das Kollektorgebiet und insbesondere der Isoliermaterial von der Hauptoberfläche 21 her bis zu niederohmige Teil 32 desselben, di_c Basiszone 34 und einer größeren Tiefe als die Basiszone 34 des bipolaren die η-leitende weitere Oberflächenzone 80 dienen als Invertertransistors in dem Halbleiterkörper 20 erEmitter Basis bzw. Kollektor eines Hilfstransistors. Die- streckt. Die Basiszone 34 grenzt über wenigstens einen ser Hilfstransistor ist vom gleichen Typ wie der bipolare 40 erheblichen Teil ihres Umfangcs an das Isoliermaterial. Schalt- oder Invertertransistor. Im vorliegenden Bei- Im vorliegenden Beispiel grenzt die Basisi :>ne 34 auf spiel sind der Invertertransistor und der Hilfstransistor drei Seiten an die Isolierzone 30, die den Transistor von beide npn-Transistoren. den ander zn Transistoren trennt Auch auf der vierten Die weitere Oberflächenzone 80 ist vorzugsweise zu- den Kopplungsdioden zugekehrten Seite der Basiszone gleich mit der Emitterzone 33 angebracht, so daß die 45 34 ist eine Zone 82 aus Isoliermaterial vorhanden. Die-Eindringtiefe in die Basiszone 34 und der Dotierungs- ser Teil 82 des Isoliermaterialmusters dient nicht nur zur konzentrationsverlauf der Zonen 80 und 33 gleich sind. elektrischen Isolierung des Transistors, sondern zur Be-Die weitere Oberflächenzone 80, die als Kollektor des grenzung der Basiszone 34. Durch Anwendung des Iso-Hilistransistors dient, ist mit einem elektrischen An- liermaterialmusters wird die Oberfläche des Basis-Kolschluß versehen. Dieser Anschluß kann ein gesonderter 50 lektor-Übergangs 36 verhältnismäßig klein gehalten Anschluß sein, an den beim Betrieb ein geeignetes Be- und wird die Möglichkeit zur Speicherung von Lachmgszugspotential angelegt werden kann. Vorzugsweise ist trägern in dem Kollektorgebiet 22 beschrankt und wird jedoch, wie im vorliegenden Beispiel, dieser Anschluß die Speicherung von Ladungsträgem in dem neben der mit dem Anschluß für die Basiszone 34 zusammenge- Basiszone 34 liegenden hochohmigen Teil 31 des KoI-baut Der pn-Übergang 81 zwischen der weiteren Zone 55 lektorgebietes 22 verhindert

80 und der Basiszone 34 reicht in der zweiten öffnung Es sei bemerkt, daß, obwohl die Zone 82 aus Isoher-

39 bis zu der Halbleiteroberfläche 21 und ist in dieser material vorzugsweise wohl vorhanden ist diese Zone öffnung mittels der Leiterbahn 11 kurzgeschlossen. Die nicht notwendig ist Die Zone 82 kann völlig fortgelas-Leiterbahn 11 ist sowohl direkt mit der Basiszone 34 als sen werden, so daß der hochohmige Teil 31 des KoUekauch direkt mit der weiteren Oberflächenzone 80 ver- eo torgebietes an der betreffenden Stelle an die Basiszone banden. 34 grenzt Auch in diesem Falle wird die Speicherung

Es stellt sich heraus, daß in der beschriebenen Schal- von Ladungsträgern in dem Kollektorgebiet infolge der tung der Hilfstransistor 34, 80 ein Mitte! ist durch das Absaugwirkung vor allem der am nächsten liegenden die Schaltgeschwindigkeit überraschend effektiv ver- Kopplungsdiode verhältnismäßig gering sein. Dtcse Abbessert wird Mit der integrierten logischen Gatter- 65 saugwirkung wird beim zweiten Beispiel noch näher schaltung nach der Erfindung können Mindestverzöge- erörtert

rungszeiten vor. einigen Nanosekunden erzielt werden. Weiter kann statt der Isoliermaterialzone 82 eine

Damit ist die Mindestverzögerungszeit mit der der übli- hochdotierte η-leitende Zone verwendet werden, die die

Injektion von Löchern aus der Basiszone 34 in lateraler Richtung praktisch parallel zu der Hauptoberfläche beschränkt.

Im vorliegenden Beispiel reicht die Basiszone 34 des Invertertransistors bis zu dem niederohmigen Teil 32 des Kollektorgebietes 22 und ist diese Basiszone durch diesen Teil 32 von dem Substratgebiet 29 getrennt. Die Dotierungskonzentration auf der Kollektorseite des Übergangs 36 wird dadurch verhältnismäßig hoch sein, wodurch die Erschöpfungskapazität dieses Übergangs verhältnismäßig groß ist Es ist jedoch wichtiger, daß durch diese verhältnismäßig hohe Konzentration verhältnismäßig geringe Speicherung von Minoritätsladungsträgern in dem Kollektorgebiet auftreten wird.

Die Emitterzone 33 grenzt nur auf zwei Seiten an das Isoliermaterial 30. Dies hat den Vorteil, daß die Oberfläche der Emitterzone 33 für Lagenabweichungen, die durch ein nicht ganz ideales Ausrichten von Masken während Her Herstellung entstehen können, wenig empfindlich ist. Bei Anwendungen, bei denen die Größe der Oberfläche d,n Emitterzone nicht besonders kritisch ist, kann die Emitterzone aber auch gegen das Isoliermaterial 82 gelegt werden, so daß der Emitter auf drei Seiten von Isoliermaterial begrenzt ist. Der Invertertransistor kann dann kleiner sein.

In Fig.2 sind auch Oberflächengebiete 23 und 24 angegeben, die identische, wenigstens ähnliche Schaltungselemente enthalten. Diese Gebiete dienen also je als Kollektorgebiet eines planaren npn-Transistors mit einer Anzahl von Signalausgangsbahnen, die über eine Diode mit dem betreffenden Kollektorgebiet gekoppelt sind. Die Anzahl von Dioden kann von Transistor zu Transistor zwischen 1 und z. B. 4 oder 5 variieren und wird von der von der integrierten Schaltung zu erzeugenden logischen Funktion abhängig sein.

Die Kollektorgebiete oder -inseln 22, 23 und 24 sind nebeneinander längs eines langgestreckten Oberflächengebietes 28 angeordnet, aus dem den Signaleingängen 11 Strom zugeführt wird. In diesem Gebiet 28 sind eine Anzahl la.' oraler pnp-Transistoren angebrüllt die eine gemeinsame p-leitende Emitterzone ** ätzen. Das Gebiet 28 dient als eine gemeinsame n-icitende Basiszone. Die npn-Transistoren weisen je eine gesonderte p-leitende Kollektorzone 44 auf, die über eine öffnung 45 in der Isolierschicht 37 mit einem Signaleingang 11 verbunden ist. Die gemeinsame Emitterzone 43 ist über eine öffnung 46 mit einer Leiterbahn 47 verbunden, die mit einem schematisch dargestellten Anschluß 48 für eine Speisequelle versehen ist

Die gemeinsame Basiszone 28 weist einen hochohmigen Teil 49 und einen niederohmigen Teil 50 in Form einer vergrabenen Schicht auf. Weiter ist in der Basiszone 28 ein niederohmiges η-leitendes Oberflächengebiet 51 vorhanden, das z. b. zugleich mit der Emitterzone 33 angebracht sein kann. Die vergrabene Schicht 50 und das Oberflächengebiet 51 dienen zur Herabsetzung des Basisreihenwiderstandes. Die vergrabene Schicht 50 dient zugleich zur Unterdrückung parasitärer Transistorwirkung zu dem Substrat hin. Über dem Oberflächengebiet 51 befindet sich eine Öffnung 52 in der Isolierschicht 37, durch die die gemeinsame Basiszone 28 mit einer Leiterbahn 53 verbunden ist

Die integrierte Schaltung ist mit einer Metallisierung ausgeführt die über mehrere Ebenen verteilt ist und ohne deren Vorhandensein komplexe LSI-Schaltungen heutzutage praktisch nicht erhalten werden können. Dazu besteht die Isolierschicht 37 aus einer ersten oder unteren Schicht 55 mit den Öffnungen 38,39,40,45,46 und 52 und einer zweiten oder oberen Schicht 56. Auf der unteren Schicht 55 befindet sich ein erstes Niveau von Leiterbahnen, das u. a. die Leiterbahnen 12 bis 15, 47 und 53 enthält. Die Leiterbahnen 11 bestehen aus

s zwei Teilen, von denen erste Teile 57 auf dem ersten Niveau liegen und bis in die öffnungen 39 und 45 reichen und von denen ein zweiter Teil 58 auf einem zweiten Niveau lie<jt, das durch die obere Schicht 56 von dem ersten Niveau getrennt ist und über öffnungen 59 mit den ersten Teilen 57 in direkter Verbindung steht

Mit Hilfe des zweiten Niveaus von Leiterbahnen können auch Verbindungen zwischen Signaleingängen 11 und Signalausgängen 12 bis 15 hergestellt werden. Zum Beispiel kann die Basiszone des Invertertransistors in der Insel 24 mit der Leiterbahn 12 verbunden sein. Der zweite Teil 58 der Leiterbahn 11 erstreckt sich dann in der in F i g. 2 waagerecht gezeichneten Richtung von dem Kontakt mit der Basiszone über die Emitterzone des Invertertransistors und die Leiterbahn 41 bis oberhalb der Leiterbahn 12 und ist dort durch eine (hier nicht dargestellte) öffnung 59 in der zweiten Isolierschicht 56 mit dem dargestellten Ende der Leiterbahn 12 verbunden.

In einer Abwandlung dieser Ausführungsform ist die Leiterbahn, die die Emitter miteinander verbindet, zu dem zweiten Niveau von Leiterbahnen verschoben und ist der Zwischenraum zwischen den Invertertransistoren etwas vergrößert, so daß die ersten Teile 57 der Leiterbahnen 11 über sich zwischen den Invertertransistören erstreckende auf dem ersten Niveau liegende Leiterbahnen mit den auf dem ersten Niveau liegenden Leiterbahnen 12 bis 15 verbunden werden können.

Die Leiterbahn 53 kann mit einem schematisch dargestellten Anschluß 54 verbunden sein.

Die Leiterbahnen 12 bis 15, 47 und 57 des ersten Niveaus können z. B. aus Aluminium oder aus einem anderen geeigneten leitenden Material bestehen. Erwünschtenfalls kann zur Vermeidung direkten Kontakts zwischen dem Aluminium und dem in den öffnungen in der Isolierschicht gebildeten Platinel-Silizid eine Sperrschicht verwendet werden. Als Sperrschicht kann z. B. Titan-Platin oder Titan-Wolfram oder Rhodium Anwendung finden.
Die Leiterbahnen 58 des zweiten Niveaus b^-tehen

z. B. aus Aluminium oder Titan-Platin-Gold.

Vorzugsweise ist in allen öffnuu ^en 38,39,40,45,46 und 52 in der ersten Isolierschicht 37 und namentlich in den ersten, zweiten und dritten Öffnungen 38,39 und 40 dasselbe Material mit dem Halbleiterkörper in direktem

so Kontakt Im vorliegenden Beispiel ist dieses Material das genannte Platinel-Silizid, das in den öffnungen 40 eine Schottky-Diode bildet und das in den anderen öffnungen einen gut leitenden Übergang zwischen den Leiterbahnen und den in diesen öffnungen daran grenzenden Halbleitergebieten bildet

Die mit der Emitterzone 33 verbundene Leiterbahn 41 ist mit einem schematisch dargestellten Anschluß 60 versehen und das Substratgebiet 29 weist einen Anschluß 61 auf, der mit dem Anschluß 60 zu einem gemeinsamen Anschluß 62 für eine Speisequelle zusammengebaut sein kann.

Der Anschluß 62 kann mit einem geeigneten Bezugspotential, z. B. Erde, verbunden werden. Zwischen den Anschlüssen 62 und 48 wird eine geeignete Strom- oder Spannungsspeisequelle eingeschaltet Der Anschluß 54 wird mit einem geeigneten Bezugspotentiai verbunden, wobei die pnp-Transistoren leitend sind. Weiter ist die integrierte Schaltung mit einem oder mehreren nicht

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dargestellten Signaleingängen, über die Eingangssignal zweckmäßige Weise und praktisch ohne daß der Transi-

einer oder mehreren Leiterbahnen 11 zugeführt werden stör eine größere Halbleiteroberfläche beansprucht,

können, und mit einem oder mehreren nicht dargestell- auch ein vertikaler komplementärer Hilfstransistor 34,

ten Signalausgängen versehen, über die von der inte- 31,29 eingebaut Dadurch fließt, wenn der Invertertran-

grierten Schaltung erzeugte Ausgangssignale entnom- s sistor übersteuert ist, auch ein Teil des in der Basiszone

men werden können. Der Vollständigkeit halber sei 34 fließenden Stromes durch den komplementären

noch erwähnt, daß das zweite Niveau von Leiterbahnen Hilfstransistor 34,31, 29, wodurch die Speicherung be-

erwünschtenfalls völlig oder teilweise mit einer weite- weglicher Ladungsträger in dem übersteuerten Inver-

ren Isolierschicht abgedeckt werden kann. teitransistor weiter beschränkt wird.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann völlig io Im vorliegenden Beispiel ist die Emitterzone 33 z. B. mittels in der Halbleitertechnik, bekannter Verfahren 12 um χ 12 um groß. Die zugehörige Kontaktöffnung hergestellt werden. Vorzugsweise kann das Verfahren 38 ist etwa 6 um χ 6 um und für den Abstand an der nach der DE-PS 28 61 353 angewandt werden. Dieses Halbleiteroberfläche zwischen dem Emitter-Basis-Verfahren ist u. a. vorteilhaft, wenn den Basiszonen der Obergang 35 und dem Basis-Kollektor-Übergang 36 ist Invertertransistoren mit Hilfe lateraler komplemen- 15 eine minimale Größe von 3 um eingehalten. Der aktive tärer Transistoren Strom zugeführt wird. für die Emitterzone benötigte Teil der Basiszone ist

Eine zweite Ausführungsform wird an Hand der 18 um χ 18 um. Neben der Emitterzone ist aber minde-

F i g. 4 und 5 beschrieben. In dieser Ausführungsform stens eine Kontaktöffnung für Kontaktierung der Basis

werden für entsprechende Teile namentlich des Inver- erforderlich.

ter-ransisiors und der Kcpphingsdioden dieselben Be- 20 In diesem Zusammenhang ist unter dem aktiven Teil

zugsziffem wie in der ersten Ausführungsform verwen- der Basiszone 34 derjenige Teil zu verstehen, der erfor-

det derlich ist, um darin eine Emitterzone 33 anordnen zu

In der Draufsicht nach Fig.4 sind die Leiterbahnen können. Diesem aktiven Teil soll sich ein nicht-aktiver auf dem ersten Niveau nur zum Teil dargestellt Unter Teil der Basiszone 34 für elektrischen Anschluß der Leianderem sind die Leiter 11,12 und 57 gezeigt. Der Deut- 25 terbahn 11 anschließen.

lichkeit halber sind auch in dieser Figur die dargestellten Die Basiszone 34 weist z.B. Abmessungen von

Leiterbahnen schraffiert Die zweite Ausführungsform 37 μπι χ 18 μπι auf. Der nicht-aktive Teil weist in die-

enthält eine Anzahl η-leitender Oberflächengebiete 22 sem Falle Abmessungen von 18 μπι χ 19 μπι auf und

bis 26 und 72, die auf übliche Weise mit Hilfe p-leitender hat somit einen größeren Flächeninhalt als der aktive

Isolierzonen voneinander getrennt sind. Die Oberflä- 30 TeiL Vorzugsweise ist im Rahmen der vorliegenden Er-

chengebiete 22 bis 26 dienen als Kollektorgebiete bipo- findung der nicht-aktive Teil der Basiszone 34, der den

larer Invertertransistoren. Nachstehend wird insbeson- Emitter des vertikalen komplementären Hilfstransistors

dere der Transistor im Kollektorgebiet 22 näher be- enthält, wenigstens gleich groß wie der aktive TeiL

schrieben. Der verhältnismäßig große nicht-aktive Teil der Ba-

Disser Transistor enthält eine Emitterzone 33 und 35 siszone 34 erleichtert in diesem Beispiel die Anordnung

eine Basiszone 34, die einen ersten pn-Öbergang 35 bil- der weiteren Oberflächenzone SO und den KurzschiuS

den. Weiter bildet die Basiszone 34 mit dem Kollektor- des pn-Obergangs 81 in der öffnung 39. Die öffnung 39

gebiet 22 einen zweiten Obergang 36. In der Basiszone ist z. B. 10 μπι χ 12 μπι und die Oberflächenzone 80 ist

ist eine weitere η-leitende Oberflächenzone 80 erzeugt, etwa 6 μπ\ χ 12 μπι. Vorzugsweise ist die von der Ober-

die mit der Leiterbahn 1 verbunden ist Auch dieser 40 flächenzone 80 an der Hauptoberfläche 21 eingenom-

Transistor enthält also einen vertikalen Hilfstransistor mene Oberfläche mindestens ein Drittel der Oberfläche

22,34,80, der von der gleichen Art wie der Invertertran- der Emitterzone 33 und ist die Oberflächenzone 80

sistor ist Beide Transistoren sind npn-Transistoren. Im höchstens zwei- bis dreimal größer als die Emitterzone

vorliegenden Beispiel sind außerdem noch einige weite- 33. Insbesondere werden günstige Ergebnisse mit einer

s« Maßnahmen zur Vergrößerung der Schaltgeschwin- 45 Oberflächenzone 80 erzielt, deren Größe mindestens

digkeit getroffen. gleich der Hälfte der Größe der Emitterzone 33 ist

Der niederohmige Teil 32 des K.ollektorgebietes 22 Dadurch, daß der nicht-aktive Teil der Basiszone 34

weist in dieser Ausführungsform in einer zu der Oberflä- im vorliegenden Beispiel verhältnismäßig groß ist und

ehe 21 praktischen parallelen Richtung einen be- der niederohmige Teil 32 des Kollektorgebietes 22

schränkten Umfang auf, wobei sich dieser Teil 32 einer- 50 praktisch nicht weiter als bis unterhalb der Emitterzone

seits unter der Emitterzone 33 und unter den gleichrich- 33 reicht weisen auch die einander gegenüberliegenden

tenden Übergängen 16 erstreckt und andererseits unter Teile der pn-Übergänge 36 und 42 eine verhältnismäßig

der Basiszone 34 und der darüber liegenden zweiten große Oberfläche auf. Dies bedeutet, daß der eingebau-

Öffnung 39 ein Gebiet freiläßt in dem der hochohmige te vertikale pnp-Hilfstransistor verhältnismäßig groß

Teil 31 des Kollektorgebietes direkt unter Bildung eines 55 ist Je nachdem der npn-Hilfstransistor und/oder der

dritten pn-0bergangs 42 an das Substratgebiet 29 pnp-Hilfstransistor größer sind, wird überschüssiger Ba-

grenzt Die zwischen dem zweiten und dem dritten pn- sisstrom des leitenden Invertertransistors effektiver und

Übergang 36 bzw. 42 gemessene Dicke des hochohmi- bei einer niedrigeren Durchlaßspannung über dem pn-

gen Teiles 31 des Kollektorgebietes 22 ist vorzugsweise Übergang 36 abgeführt Der leitende Invertertransistor

geringer als 5 μπι. Durch diese zusätzliche Maßnahme, «> ist dann in geringerem Maße übersteuert und die La-

durch die unter dem Basiskontakt sich das Substratge- dungsspeicherung in diesem Transistor ist dann dement-

biet bis in verhältnismäßig geringe Entfernung von dem sprechend verringert

Basis-Kollektor-Übergang 36 erstreckt, wirkt der be- Die öffnungen 40 weisen z. B. Abmessungen von

treffende Teil des Substratgebietes effektiv als Kollek- 5 μπι χ 22 μιη auf.

tor eines komplementären Hilfstransistors mit dem an- 65 Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß die oben

grenzenden hochohmigen Teil 31, der zwischen den bei- angegebenen Abmessungen sich der Einfachheit halber

den pn-Übergängen 36 und 42 liegt, und mit der Basis- auf die Masken beziehen, die für die verschiedenen pho-

zone 34 zusammen. In die npn-Transistorstruktur ist auf tolithographischen Behandlungen bei der Herstellung

erforderlich sind. In den integrierten Schaltungen selber sind bekanntlich die wirklichen Abmessungen etwas abweichend, u. a. weil bei Belichtung und Entwicklung des photoempfindlichen Lackes keine wirklich exakte Abbildung der Masken erhalten wird, da bei Ätzbehandlungen oft Unterätzung stattfindet und da bei Diffusion von Verunreinigungen auch seitliche Diffusion auftritt

Im Obenstehenden wurde von einem Invertertransistor mit einer einzigen Emitterzone 33 und einer einzigen Basiskontaktöffnung 39 ausgegangen. Unter anderem in Abhängigkeit von dem gewünschten Strompegel können auch z. B. zwei leitend miteinander verbundene Emitterzonen verwendet werden. Auch können mehrere Basiskontaktöffnungen, z. B. zwei Kontaktöffnungen auf einander gegenüber liegenden Seiten einer einzigen Emitterzone, vorhanden sein. Bei Anwendung mehrerer BasKkontaktöffnungen braucht nicht notwendigerweise unter jedem der Basiskontakte ein Hilfstransistor eingebaut sein. Vorzugsweise ist das Kollektorgebiet 22 des Invertertransistors praktisch rechteckig und liegen die Öffnungen 38, 39 und 40 in der Isolierschicht in einer gleichen Richtung nebeneinander, wobei die Öffnungen) 38 und die zugehörigen) Emitterzone^) 33 zwischen den öffnungen 40 für die Kopplungsdioden einerseits und der oder mindestens einer der öffnungen 39 für den Basiskontakt andererseits liegt (liegen). Der eingebaute vertikale komplementäre Hilfstransistor ist vorzugsweise unter der zuletzt genannten äußeren Kontaktöffnung vorhanden. Die vergrabene Schicht 32 erstreckt sich vorzugsweise ununterbrochen von unterhalb der Emitterzone 33 bis unterhalb der Kopplungsdiodca 16. Vorzugsweise befindet sich wenigstens an dieser äußeren Kontaktöffnung eine weitere Oberflächenzone 80. Da an dieser Stelle der vertikale komplementäre Hilfstransistor eingebaut ist, ist der für die weitere Oberflächenzone 80 verfügbare Raum hier meistens verhältnismäßig groß. Wenn auch andere zweite öffnungen 39 über der Basiszone 34 vorhanden sind, können an diesen Öffnungen mit Vorteil auch Oberflächenzonen 80 angebracht werden. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß, indem unterhalb einer Oberflächenzone 80 ein weiterer komplementärer Hilfstransistor eingebaut wird, der günstige Effekt der Oberflächenz <~ne 80 an sich verringert werden kann.

Die Tatsache, daß sich in diesem Falle der niederohmige Teil 32 des Kollektorgebietes 22 nicht bis unterhalb der Oberflächenzone 80 erstreckt, kann zur Folge haben, daß das Kollektorgebiet 22 einen weniger guten Emitter für den npn-Hilfstransistor bildet. Der gesamte günstige Effekt der beiden Hilfstransistoren zusammen so (npn- und pnp) wird aber größer als der Effekt eines einzigen Hilfstransistors sein.

Eine andere Maßnahme zur Verbesserung der Schaltgeschwindigkeit besteht darin, daß ein verbesserter lateraler komplementärer Hilfstransistor durch Zusatz einer weiteren Oberflächenzone 71, die während der Herstellung zugleich mit der Basiszone 34 erhalten werden kann, eingebaut ist Im Gegensatz zu der Oberflächenzone 80 weist die Zone 71 den gleichen Leitungstyp wie die Basiszone 34 und wie die Isolierzone 30 auf. An der Halbleiteroberfläche fällt die Zone 71 teilweise mit der Isolierzone 30 zusammen. Die Zonen 71 und 30 überlappen sich. Es ist wichtig, daß die Basiszone 34 und die Isolierzone 30 mittels verschiedener Diffusionsbearbeitungen erhalten werden, wodurch ihr gegenseitiger Abstand an der Halbleiteroberfläche verhältnismäßig groß sein muß. Die Basiszone 34 und die Zone 71 werden mittels derselben Diffusionsbearbeitung gleichzeitig erhalten, so daß ihr gegenseitiger Abstand verhältnismäßig klein sein kann. Sie weisen praktisch die gleiche Eindringtiefe in den Halbleiterkörper und in einer Richtung /per zu der Hauptoberfläche praktisch den gleichen Dotierungskonzentrationsverlauf auf. Ein üblicher Abstand zwischen der Basiszone 34 und der Isolierzone 30 ist z. B. etwa 10 um. Der Abstand zwischen der Basiszone 34 und der weiteren Oberflächenzone 71 braucht nicht mehr als 5 um zu betragen. Die Zonen 34 und 71 bilden den Emitter und den Kollektor eines effektiven lateralen komplementären Hilfstransistors, dessen Basisdicke 5 um oder weniger ist Auch dieser Hilfstransistor führt, wenn der Invertertransistor leitend ist, Strom ab, wodurch der Invertertraasistor in geringerem Maße übersteuert wird.

Wie erwähnt, ist die Basisdicke des lateralem komplementären Hilfstransistors vorzugsweise höchstens 5 μΐη. Im vorliegenden Beispiel gelten die angegebenen Abstände von 10 und 5 um für die bei der Herstellung zu verwendenden Masken und sind die entsprechenden Abmessungen in der integrierten Schaltung vor allem durch das Auftreten seitlicher Diffusion kleinen Der Abstand zwischen der Basiszone 34 und der Isolierzone 30 wird durchschnittlich etwa 7 μΐη betragen. Die Basisdicke des lateralen Hilfstransistors ist tatsächlich etwa 3um.

In dieser Ausführungsform mit einem lateralen komplementären Hilfstransistor bildet die zusätzliche Oberflächenzone 71 das Gebiet vom zweiten Leitungstyp, das auf zweckmäßige Weise als Kollektor des komplementären Hilfstransistors dient

Die weitere Oberflächenzone 71 kann eine geschlossene Geometrie aufweisen und als ein Ring die Basiszone 34 umgeben, wobei sie zwischen der Basiszone 34 einerseits und den Koppiungsdicden 16 andererseits vorläuft Vorzugsweise ist jedoch die weitere Zone 71 auf der Seite der Kopplungsdioden 16 offen und umgibt sie die Basiszone 34 nur an dem nicht den Kopplungsdioden zugewandten Teil des Basiszonenrandes. Im vorliegenden Beispiel ist die Zone 71 daher U-förmig gestaltet

Der Anwendung einer Zone 71 mit einer nicht geschlossenen Geometrie liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine derartige Zone auf der den Kopplungsdioden 16 zugekehrten Seite der Basiszone 34 praktisch überflüssig ist Namentlich wenn die Kopplungsdioden Schottky-Dioden sind, ist die Lebensdauer für die Minoritätsladungsträger in dem Kollektorgc',iet 22 an den gleichrichtenden Übergängen 16 sehr kurz. Vor allem die eiste der Basiszone 34 am nächsten liegende Kopplungsdiode wird Minoritätsladungsträger aus dem Kollektorgebiet absaugen und erfüllt damit praktisch die gleiche Funktion wie die Zone 71. Dadurch wird jedoch durch die erste Kopplungsdiode ein etwas größerer Strom als durch die übrigen weiter entfernten Kopplungsdioden fließen. Dieser Unterschied in der Stromgröße ist aber derart gering, daß dadurch die befriedigende elektrische Wirkung der Schaltung auf keinerlei Weise gefährdet wird, Die Invertertransistoren weisen eine reichlich genügende Verstärkung auf, um diese Stromunterschiede neutralisieren zu können. Der obenbeschriebene Effekt der Kopplungsdioden auf die Speicherung von Minoritätsladungsträgern wird auch im ersten Beispiel auftreten, wenn die Zone 82 aus Isoliermaterial zwischen der Basiszone 34 und den Kopplungsdioden 16 fortgelassen wird.

Die für die weitere Oberflächenzone gewählte Form hat den wichtigen Vorteil, daß kein zusätzlicher Raum

an der Halbleiteroberfläche benötigt wird. Eine geschlossene Form oder ein geschlossener Ring, der das ganze Kollektorgebiet umgibt, würde den für die Kopphingsdioden verfügbaren Raum beschränken. Eine geschlossene Form oder ein geschlossener Ring, der die Basiszone 34 umgibt und zwischen der Basiszone 34 und der ersten Kopplungsdiode 16 verläuft, würde einen größeren Abstand zwischen dieser Basiszone 34 und der ersten Kopplungsdiode 16 notwendig machen.

Eine andere Maßnahme, durch die die Schaltgeschwindigkeit vergrößert werden kann, ist der Ersatz des für die Stromzufuhr verwendeten lateralen pnp-Transistors 43, 28, 44 aus dem ersten Beispiel durch einen Widerstand in Verbindung mit einer möglichst niedrigen Speisespannung von 1V oder weniger. Vorzugsweise ist die Speisespannung höchstens gleich der Summe der Diodendurchlaßspannung Vbe des Invertertransistors und des Hubes des logischen Signals, oder mit anderen Worten höchstens gleich 2 Vbe — Vb 1, wobei Vo 1 die Dsgdendurchlaßspannung der Kopplungsdioden ist

Auch die zuletzt genannte Maßnahme ist im zweiten Beispiel verwirklicht Die Kollektorgebiete 22 bis 26 der Invertertransistoren sind auf den gegenüberliegenden Seiten eines (einer) gemeinsamen Oberflächengebietes oder Insel 27 angeordnet Diese insel 72 enthält eine Anzahl von Widerständen 73, die je mit einem Signaleingangsleiter 11 verbunden sind. Weiter sind die Widerstände 73 mit Anschlußkontakten in Form einer leitenden Schicht 74 versehen, die, gleich wie die mit der Emitterzone 33 verbundenen leitenden Schichten 82, zu dem ersten Niveau von Lsiterbabnen gehören. Die leitenden Schichten 74 dienen zum Anschluß an eine in F i g. 4 nicht dargestellte, in der Z~;chnungsebene der F i g. 4 waagerecht verlaufende praktisch in der Mitte über den Widerständen 73 'liegende Speiseleitung 75. Diese waagerechte Speiseleitung 75 gehört zu den Leiterbahnen des zweiten Niveaus und weist Ansätze auf, die in der Ebene der Fig.4 abwechselnd nach oben oder nach unten gerichtet sind und die mit den Schienten 74 durch eine Öffnung in der Isolierschicht 56, die die Leiterbahnen verschiedener Niveaus voneinander trennt, verbunden sind.

Auch die zweite Speiseleitung 83 gehört zu den Leiterbahnen des zweiten Niveaus und ist in F i g. 4 nicht dargestellt Die Speiseleitung 83 verläuft praktisch parallel zu der Speiseleitung 75 und liegt über den Emitterzonen 33.

Schließlich zeigt F i g. 4 einige Signaleingangsleiter 11 und Signalausgangsleiter 12, die zu dem ersten Niveau so von Leiterbahnen gehören. Sofern Signale anderer weiter entfernter Teile der integrierten Schaltung den dargestellten Invertertransistoren zugeführt werden müssen, sind in einer zu den Speiseleitungen parallelen Richtung mindestens zwei Lagen verfügbar, die zwischen den elektrischen Anschlüssen der Widerstände 73 liegen. Obendrein kann manchmal eine Lage zwischen den Widerständen und den Invertertransistoren, wie unten in F i g. 4 angegeben ist verwendet werden. Weiter können mit Hilfe des zweiten Niveaus von Leiterbahnen βο auch sich kreuzende Signalleiter gebildet werden.

Die Widerstände 73 weisen eine für integrierte Schaltungen übliche Struktur auf. Dies sind p-leitende Zonen, die zugleich mit den Basiszonen 34 gebildet werden können. Diese Zonen 73 liegen in der gemeinsamen Insei 72 über einer zu der Insel gehörigen vergrabenen Schicht 76. An dem mit der Speiseleitung 75 verbundenen Ende der Widerstände 73 ist zugleich mit den Emitterzonen 33 eine höher dotierte η-leitende Oberflächenzone 77 angebracht Der an der Grenze zwischen den Zonen 73 und 77 gebildete pn-Obergang 78 ist durch die sich darauf erstreckende leitende Schicht 74 kurzgeschlossen. Ober die Oberflächenzonen 77 ist die Speiseleitung 75 unmittelbar mit der gemeinsamen Insel 72 verbunden.

Es ist übrigens einleuchtend, daß nicht alle Widerstände auf einer Seite mit der gemeinsamen Insel 7* über eine angrenzende Oberflächenzone 77 und einen kurzgeschlossenen pn-Übergang 78 verbunden zu sein brauchea Meistens wird z. B. auch eine einzige Verbindung zwischen der Speiseleitung 75 und der gemeinsamen insel 72 an sich bereits genügend sein. Ober die Verbindung mit der Speiseleitung brauchen nur die Leckströme der verschiedenen pn-Ubergänge abgeleitet zu werden, so daß der Strom durch diese Verbindung verhältnismäßig klein ist

Der Flächenwiderstand der Zonen 73 beträgt z.B. etwa 200 Ω. Die Widerstände weisen z. B. je einen Wert von etwa 800 Ω auf.

Die Speiseleitung 75 ist mit einem Anschluß 48 und die Speiseleitung 83 ist gleich wie das Substratgebiet 29, mit dem Anschluß 62 verbunden. Zwischen den Anschlüssen 48 und 62 kann eine Speisespannung von ζ. Β etwa 920 mV angeboten werden. Diese Speisung ist in F i g. 5 schematisch iril der Spannungsquelle 79 angegeben.

Die gewählte Speisespannung ist gleich der Summe der Diodendurchlaßspannung Vbe des Invertertransistors und des logischen Hubes. Der logische Hub ist gleich der Spannung Vbe abzüglich der Diodendurchlaßspannung Vb 1 und der Kollektor-Emitter-Spannung Vfcedes leitenden Invertertransistors.

Beim Betrieb ist der Ausgang einer ersten Gatterschaltung mit einem leitenden Invertertransistor an den Eingang einer zweiten Gatterschaltung angeschlossen, deren Invertertransistor dann nichtleitend ist Ober dem zu der ersten Gatterschaltung gehörigen Widerstand wird ein Spannungsabfall auftreten, der gleich dem logischen Hub ist Das Eingangssignal ist ja hoch und gleich der Basis-Emitter-Durchlaßspannung V_fl& Über dem zu der zweiten Gatterschaltung gehörigen Widertand wird ein Spannungsabfall auftreten, der zweimal größer als der logische Hub ist Hier ist das Eingangssignal niedrig und etwa gleich der Summe der Diodendurchlaßspannung Vb ι und der Spannung Vc.e des leitenden Transistors. Der den zweiten Widerstand durchfließende Strom, der über den Kollektor des leitenden Transistors abgeführt wird, ist somit etwa zweimal größer als der den ersten Widerstand durchfließende Strom, der als der Basisstrom dem leitenden Transistor zugeführt wird. Der leitdende Transistor ist somit in wesentlich geringerem Maße übersteuert als bei einer idealeren Stromquellenspeisung der Fall gewesen wäre. Im letzteren Falle wären die Basis- und Kollektorströme praktisch gleich groß gewesen, während im vorliegenden Beispiel infolge der niedrigen Speisespannung in Verbindung mit den Widerständen 73 ein Unterschied gleich einem Faktor 2 auftritt Die Ladungsspeicherung in dem Invertertransistor ist damit entsprechend herabgesetzt

Auch bei Anwendung einer höheren Speisespannung kann es vorteilhaft sein, die Ströme über Widerstände den Basen der Invertertransistoren zuzuführen. Der Widerstandswert der Widerstände muß dann größer sein. Nötigenfalls können die Widerstände auf an sich bekannte Weise mit Hilfe von Ionenimplantation hergestellt werden. In diesem Falle können einfach Wider-

Standszonen mit einem Flächenwiderstand von ζ. Β etwa 2 kfi erhalten werden. Auch können die Widerstände statt in dem Halbleiterkörper auf dem Körper angebracht werden, z. B. in Form einer durch Niederschlagen oder auf andere Weise erhaltenen Schicht aus Widerstandsmaterial, wie Titan, Tantal oder polykristallines Halbleitermaterial.

Im beschrieben an zweiten Beispiel wird über den vertikalen und/oder den horizontalen komplementären Hilfstransistor Strom zu dem Anschluß 61 abgeführt. Dieser elektrische Anschluß 61 bildet den Anschluß des Kollektors des Hilfstransistors. Zur Verringerung des Reihenwiderstandes kann es in diesem Zusammenhang günstig sein, das Substrat 29 nicht oder nicht nur auf der Unterseite anzuschließen, sondern auf der Oberseite des Halbleiterkörpers die tiefen p-leitenden Zonen 30 an vorzugsweise in regelmäßigen Abständen voneinander liegenden Stellen mit einer Leiterbahn und z. B. mit der Speiseleitung 83 zu verbinden. Wenn die Isolierzonen über ihre ganze Tiefe oder einen Teil ihrer Tiefe aus Isoliermaterial bestehen und ein komplementärjr Hilfstransistor verwendet wird, empfiehlt es sich, an auf regelmäßige Weise angeordneten Stellen zwischen oder neben den Gatterschaltungen tiefe von der Halbleiteroberfläche bis zu dem Substratgebiet reichende Halbleiterzonen anzubringen, die an der Halbleiteroberfläche mit einer Leiterbahn verbunden sind und auf diese Weise für die gewünschte Ableitung von Strom sorgen können.

Auch die integrierte Schaltung nach dem zweiten Beispiel kann völlig auf übliche Weise mit Hilfe in der Halbleitertechnik bekannter Verfahren hergestellt werden.

Die beschriebenen Ausführungsformen weisen eine Kombination von Eigenschaften auf, die für LSI-Schaltungen besonders geeignet ist Zunächst ist der Herstellungsvorgang, der für diese integrierte Schaltung erforderlich ist, wesentlich einfacher als für die beschriebene bekannte Schaltung. Die integrierte Schaltung nach der Erfindung kann durch denselben bekannten Vorgang hergestellt werden, durch den z. B auch LS TTL und I²L hergestellt werden können. Im Gegensatz zn der beschriebenen bekannten Schaltung sind LS TTL und I²L beide als kommerzielles Erzeugnis auf dem Markt

Im zweiten Beispiel wurde eine η-leitende epitaktische Schicht mit einer Dicke von etwa 3 μΓΠ und einem spezifischen Widerstand von etwa 0,7 Ω cm verwendet Wie erwähnt, waren die Schottky-Kopplungsdinden von einem auch in LS TTL üblichen Typ mit einem Platinel-Silizidübergang. Die Diodendurchlaßspannung dieser Dioden war etwa 0,48 V.

Bekanntlich ist die konventionelle I²L verhältnismäßig langsam im Vergleich zu LS TTL Während die MindestverzögerungszeJt eines I²L-Inverters mit einem einzigen Ausgang etwa 10 bis 20 Nanosekunden beträgt, beträgt sie für LS TTL etwa 5 bis 7 Nanosekunden. Die hier gegebenen Schaltzeiten werden in integrierten Schaltungen vom Typ I²L bzw. LS TTL mit einer epitaktischen Schicht mit einer Dicke von etwa 3 μπι verwirklicht. Der spezifische Widerstand der epitaktischen Schicht beträgt für I²L-Schaltungen etwa 0,7 Ω · cm, während für LS TTL-Schaltungen von einem Wert von etwa 03 Ω ■ cm ausgegangen ist.

Es ist nun sehr überraschend, daß die Mindestverzögerungszeit für die Schaltung nach der Erfindung in der zweiten beschriebenen Ausführungsform etwa 2 bis 3 Nanosekunden betragen Kann. Bei einem Stromniveau von z. B. etwa 400 μΑ ist die Emitter-Basis-DiodendurchlaDspannung z. B e'«a 760 mV und kann die Kollektor-Emitter-Spannung Vce des leitenden Invertertransjstors etwa 60 mV sein. Der Hub des logischen Signals ist dann etwa 220 mV.

Trotz der Tatsache, daß in LS TTL der Invertertransistör mit Hilfe einer Schottky-Anklammerungsdiode außer Sättigung gehalten wird und der Invertertransistor in der Schaltung nach der Erfindung wohl in Sättigung gerät weist die letztere Schaltung dennoch eine etwa zweimal kürzere Verzögerungszeit auf. Der vergleichbare I²L-lnverter, der auch in Sättigung gerät weist dagegen eine drei- bis sechsmal längere Verzögerungszeit auf. Offenbar ist das Einbauen eines oder mehrerer Hilfstransistoren, wie angegeben ist ein unerwartet wirkungsvolles Mittel, wobei die Folgen des Insättigunggeratens des Invertertransistors drastisch beschränkt werden, und wobei das Maß, in dem der Invertertransistor in Sättigung gerät gut beherrscht wird.

Für LS TTL beträgt das r-ZXProdukt d. h. das Produkt der Verzögerungszeit rund der zu dieser Verzögerungszeit gehörigen Verlustleistung D. ά einer üblichen Ausführung etwa 19 ρJ. Für I²L und die Schaltung nach der Erfindung ist das r-D- Produkt etwa gleich groß, und zwar 03 bis 2 pj.

Eine dritte Größe, die für die LSI-Schaltungen von besonderer Bedeutung ist, ist die Packungsdichte oder die Anzahl von Gatterschaltungen, die durchschnittlich pro QuadratmUlimeter Halbleiteroberfläche erhalten werden kann. In dieser Hinsicht ist I²L bekanntlich mit einer Packungsdichte von etwa 200 bis 250 Gattern pro Quadratmillimeter deutlich der LS TTL mit einer Pakkungsdichte von 15 bis 20 Gattern pro QuadratmiHimeter überlegen. Die Packungsdichte der integrierten Schaltung nach der Erfindung ist für die zweite Ausführungsform 120 bis 180 Gatter pro QuadratmUlimeter.

Dies ist also um etwa einen Faktor 6 günstiger als für LS TTL und um weniger als einen Faktor 2 schlechter als für I²L.

Die vorliegende Erfindung schafft also eine erhebliche Verbesserung im Vergleich zu LS TTL und ist namen»^::ch für Anwendungen, bei denen eine für konventionelle I²L zu hohe Schaltgeschwindigkeit erforderlich ist, in bezug auf I²L deutlich konkurrierend.

Es dürfte einleuchten, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.sondem daß im Rahmen der Erfindung für den Fachmann viele Abwandlungen möglich sind. So können andere Halbleitermaterialien, wie Germanium oder A'"B^V-Verbindungen, verwendet werden. Weiter können in den Beispielen die Leitungstypen untereinander verwechseit werden, wobei die elektrischen Spannungen und Stromrichtungen dementsprechend angepaßt werden.

In der ersten Ausführungsform ist die Dicke der n-leitenden Oberflächenschicht vorzugsweise nicht größer als etwa 2 μην Vorzugsweise wird eine η-leitende epitaktische Schicht verwendet und wird die Basiszone 34 dadurch erhalten, daß die epitaktische Schicht örtlich durch Diffusion und/oder Ionenimplantation durch Überdotierung bis i.af die höher dotierte η-leitende vergrabene Schicht in den p-Typ umgewandelt wird.

Auch können andere Formen dielektrische? Isolierung, wie V-Nuten oder mit Polysilizium ausgefüllte Nuten, verwendet werden.

In der zweiten Ausführungsform ist die Dicke der Oberflächenschicht vorzugsweise nicht größer als etwa 6,5 μπι. Mit Vorteil wird eine Dicke von von höchstens etwa 35 μπι verwendet. Die Oberflächenschicht wird meist eine epitaktische Schicht sein, aber kann auch auf andere Webe, z. B. durch Diffusion oder Ionenimplanta-

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tion, erhalten werden. Die Kollektorgebiete können auch als einzelne Gebiete durch Dotierung in einem Substrat vom entgegengesetzten Leitungstyp angebracht werden. Der spezifische Widerstand oder im allgemeinen die Dotierungskonzentration der Oberflächenschicht kann innerhalb weiter Grenzen angepaßt werden. Zum Beispiel kann statt der epitaktischen Schicht von 0,7 Ω · cm auch gut eine epitaktische Schicht von etwa 03 Ω · cm verwendet werden. Dieser spezifische Widerstand beinflußt u. a. den Reihenwiderstand der Kopplungsdioden.

Sowohl für den vertikalen als auch für den lateralen komplementären Hillstransistor gilt, daß die Basisdicke des Hilfstransistors zwischen dem Emitter und dem Kollektor vorzugsweise z. B. etwa 3 μίτι oder weniger beträgt

Der Invertertransistor kann auch symmetrisch in bezug auf den nicht-aktiven Teil der Basiszone ausgeführt sein. In diesem Falle wird der Basiskontakt, der den Emitter des komplementären Hilfstransistors enthält, z. B. zentral angeordnet sein, wobei auf zwei gegenüberliegenden Seiten dieses Kontakts eine Emitterzone und eine oder mehr Kopplungsdioden vorhanden sind. Auf jeder dieser Seiten wird eine vergrabene Schicht vorhanden sein, die sich ununterbrochen von unte; halb der 2s Emitterzone bis unterhalb der Kopplungsdiode(n) erstreckt Wenn in einen derartigen symmetrischen Transistor ein lateraler komplementärer Hilfstransistor eingebaut ist, wird das Gebiet, das diesen Kollektor bildet, aus zwei Teilen bestehen, die neben aen beiden anderen gegenüberliegenden Seiten der Basiszone liegen, die nicht Kopplungsdioden zugewandt sind.

Die Aktivatorkonzentration in dem Teil des Substratgebietes, der als Kollektor des vertikalen komplementären Hilfstransistors der Basiszone des Invertertransistors gegenüber angeordnet ist, ist vorzugsweise um einen Faktor iO und mit Vorteil urn mindestens einen Faktor 100 niedriger als die Aktivatorkonzentration in dem niederohmigen Teil des Kollektorgebietes des Invertertransistors.

Die Kopplungsdioden 16 können auch mit Hilfe anderer Materialien als das genannte Platinel-Silizid erhalten werden. Vorzugsweise kann Aluminium, Platinsilizid, Kobaltsilizid oder Titan verwendet werden. Dieses Material kann nur in Öffnungen in der Isolierschicht vor- *s banden sein, wie bei den beschriebenen Platinel-Silizidübergängen, oder als Schicht einen Teil der Leiterbahnen bilden, wie bei Titan häufig der Fall ist Die Titanschicht ist dann mit einer gut leitendenden Schicht aus z. B. Gold überzogen, wobei nötigenfalls eine Sperrschicht ius z. B. Platin zwischengefügt sein kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (15)

Patentansprüche:

1. Integrierte logische Schaltung mit einem Signaleingang, der durch eine Basis eines Bipolartransistors gebildet wird, und mit mehreren Signalausgängen, die je über eine Diode mit dem Kollektor des Bipolartransistors gekoppelt sind, wobei der Signaleingang mit Mitteln zum Zuführen von Strom versehen ist, und wobei die Schaltung einen Halbleiterkörper mit einer Hauptoberfläche enthält, an die mehrere Oberflächengebiete von einem ersten Leitungstyp grenzen, die sich auf einem gemeinsamen Substratgebiet von einem zweiten dem ersten entgegengesetzten Leitungstyp befinden, wobei mindestens eines dieser Oberflächengebiete zu einem Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp gehört, das einen Teil des Bipolartransistors bildet, wobei dieses Kollektorgebl-it einen hoch- und einen niederohmigen Teil enthSk. wobei sich der niederohmige Teil an und längs der Grenzfläche zwischen dem Kollektorgebiet und dem Substratgebiet erstreckt, wobei der Bipolartransistor weiter eine an die Hauptoberfläche grenzende Emitterzone vom ersten Leitungstyp enthält, die in dem Halbleiter durch eine bis zu der Hauptoberfläche reichenden Basiszone vom zweiten Leitungstyp von dem Kollektorgebiet getrennt ist, wobei die Basiszone im Kcllektorgebiet gebildet ist und über einem Teil dieses Kollektorgebietes liegt und wobei an der Hauptoberfläche eine elektrisch isolierende Schicht mit einer ersten über der Emitterzone liegenden öffnung, einer zweiten neben der Emitterzone übe." der Basiszone liegenden Öffnung und mehreren dritten n·· "yen der Basiszone über dem Kollektorgebiet liegenden Öffnungen vorhanden ist, wobei die Isolierschicht Leiterbahnen von dem Halbleiterkörper trennt, die für elektrischen Anschluß bis in die erste, die zweite und die dritten Öffnungen reichen, und wobei die bis in die dritten Öffnungen reichenden Leiterbahnen je über einen gleichrichtenden Übergang, der an das Kollektorgebiet grenzt, mit dem Kollektorgebiet gekoppelt sind, wobei diese gleichrichtenden Übergänge die genannten Dioden bilden, und wobei der Bipolartransistor an der Hauptoberfläche von einer Isolierzone umgeben ist, mit deren Hilfe der Bipolartransistor wenigstens beim Betrieb elektrisch gegen benachbarte Oberflächengebiete vom ersten Leitungstyp isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Halbleiterstruktur des Bipolartransistors eine weitere Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp angeordnet ist, die durch die Basiszone von dem genannten Kollektorgebiet getrennt und mit einem elektrischen Anschluß versehen ist, wobei das Kollektorgebiet, die Basiszone und die weitere Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp als Emitter, Basis bzw. Kollektor eines Hilfstransistors dienen, wodurch, wenn der Bipolartransistor übersteuert ist, ein erheblicher Teil des durch den BasisanschluB des Bipolartransistors fließenden Stromes in eo den Hilfstransistor aufgenommen und die Speicherung beweglicher Ladungsträger in dem übersteuerten Transistor wesentlich beschränkt werden kann.

2. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Anschluß der weiteren Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp durch die Leiterbahn gebildet wird, die bis in die zweite über der Basiszone des Bipolartransistors lie

gende Öffnung reicht

3. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierzonen Zonen aus Isoliermaterial enthalten, die sich von der Hauptoberfläche bis zu einer größeren Tiefe als die Basiszone des Bipolartransistors in dem Halbleiterkörper erstrecken, wobei die Basiszone über wenigstens einen wesentlichen Teil ihres Umfangs an das Isoliermaterial grenzt

4. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiszone des Bipolartransistors bis auf den niederohmigen Teil des Kollektorgebietes reicht und durch diesen Teil von dem Substrat getrennt ist

5. Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiszone des Bipolartransistors an der Hauptoberfläche völlig von dem Isoliermaterial umgeben ist und an dieses Material grenzt

6. Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der vorstehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Halbleiterstruktur des Bipolartransistors durch zusätzliche Maßnahmen ein Gebiet vom zweiten Leitungstyp effektiv mit der Basiszone des zweiten Leitungstyps und dem genannten Kollektorgebiet vom ersten Leitungstvp zusammenwirkt, so daß ein komplementärer Hilfstransistor eingebaut ist, der die genannte Basiszone als Emitter, das Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp als Basis und das Gebiet vom zweiten Leitungstyp als Kollektor enthält, wobei das zuletzt genannte Gebiet mit einem elektrischen Anschluß versehen ist, ein erheblicher Teil des in der Basiszone des Bipolartransistors fließenden Stromes durch den komplementären Hilfstransistor fließen kann und die Speicherung beweglicher Ladungsträger in dem übersteuerten Bipolartransistor wesentlich beschränkt werden kann.

7. Integrierte logische Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der niederohmige Teil des Kollektorgebietes in einer zu der Hauptoberfläche praktisch parallelen Richtung einen beschränkten Umfang aufweist, wobei sich dieser Teil einerseits unter der Emitterzone und unter den gleichrichtenden Übergängen erstreckt und andererseits unter der Basiszone und der darüber liegenden zweiten öffnung in der Isolierschicht ein Gebiet freiläßt, in dem der hochohmige Teil des Kollektorgebietes direkt unter Bildung eines pn-Übergangs an das Substratgebiet grenzt, wobei der an den hochohmigen Teil des Kollektorgebietes grenzende Teil des Substratgebietes als Kollektor des komplementären Hilfstransistors mit dem angrenzenden Kollektorgebiet und der Basiszone des Bipolartransistors zusammenwirkt.

8. Integrierte logische Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiszone des zweiten Leitungstyps einen aktiven Teil enthält, der die Emitterzone des ersten Leitungstyps umgibt und die sich ein nicht-aktiver Teil anschließt, der für elektrischen Anschluß der Basiszone dient und über dem eine zweite Öffnung vorhanden ist, wobei dieser anschließende nicht-aktive Teil wenigstens gleich groß wie der aktive Teil ist, an die weitere Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp grenzt und den Emitter des komplementären Hilfstransistors enthält.

9. Integrierte logische Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6,7 und 8, dadurch gekenn-

zeichnet, daß, auf die Hauptoberfläche gesehen, die erste, die zweite und die dritten öffnungen eine Reihe bilden, wobei zwischen einer oder mehreren dritten öffnungen einerseits und einer zweiten über einem Teil der Basiszone, der den Emitter des komplementären Hilfstransistors enthält, liegenden öffnung andererseits mindestens eine erste über einer Emitterzone liegende öffnung vorhanden ist

10. Intesrierte logische Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hauptoberfläche neben der Basiszone eine an das Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp grenzende weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp vorhanden ist, die von der Hauptoberfläche bis zu praktisch der gleichen Tiefe wie die Basiszone in den Halbleiterkörper reicht, wobei diese weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp als Kollektor des komplementären Hilfstransistors dient und mit dem Substratgebiet verbunden ist

1J. integrierte iogische Schaltung nach Ansprach 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand an der Hauptoberfläche zwischen der Basiszone und der weiteren Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp höchstens 5 μπι beträgt

12. Integrierte Iogische Schaltung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierzonen Oberflächenzonen vom zweiten Leitungstyp sind, die sich von der Hauptoberfläche b\z zu einer größeren Tiefe als die weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp in dem Halbleiterkörper erstrecken, wobei die weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp direkt mit der an das Kollektorgebiet vom ersten Leitungstyp grenzenden Isolierzone verbunden ist dadurch, daß sich diese beiden Zonen an der Hauptoberfläche überlappen.

13. Integrierte Iogische Schaltung nach Anspruch 10,11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiszone des zweiten Leitungstyps an der Hauptoberfläche nur teilweise von der weiteren Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp umgeben ist, wobei der an der Hauptoberfläche liegende Umfang der Basiszone zum Teil einer oder mehr dritten Öffnungen gegenüber und zum ganzen übrigen Teil der weiteren Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp gegenüber liegt

14. Integrierte Iogische Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiszone des zweiten Leitungstyps praktisch rechteckig ist, wobei die weitere Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp praktisch U-förmig ist und die Basiszone auf drei Seiten umgibt, wobei die dritten öffnungen in der Isolierschicht auf der vierten Seite der Basiszone neben dieser Basiszone angeordnet sind.

15. Integrierte logische Schaltung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp an der Hauptoberfläche eine Oberfläche einnimmt, die wenigstens ein Drittel der von der Emitterzone eingenommenen Oberfläche beträgt.