DE2923799A1 - In einem halbleiterkoerper diffundierter widerstand - Google Patents

In einem halbleiterkoerper diffundierter widerstand

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Description

ELISABETH JUNG dr.phiuc:pl-chem. JÖRGEN SCKIRDEWAHN DR. RER. NAT., DIPL.-PHYS. GERHARD SCH M ITT-N I LSO N dr.-ing. GERHARD B. HAGEN dr.ph.l. a
PETER HIRSCH dipl-ing. ^
PATENTANWÄLTE
8000 MÖNCHEN 40, P. O. BOX 4014 68 CLEMENSSTFtASSE 30 TELEFON: (089) 345067 TELEGRAMM/CABLE: INVENT MÖNCHEN TELEX: 5-29 686
u.Z.: M 2027 M+a (Hi/ez)
12. Juni 1979
SGrS-ATES Component! Elettronici S.p.A. Agrate Brianza (Milano), Italien
In einem Halbleiterkörper .diffundierter Widerstand
Beanspruchte Priorität:
13. Juni 1978, Italien, Nr. 24492 A/78
9098 5 1/0832 .
Die Erfindung "betrifft in einenSilizium-Einkristall diffundierte Widerstände sowie die Art und Weise, mit der auf einem dieser Widerstände ein Spannungsteiler mit einer endlichen Anzahl von Angriffen für die Messung verschiedener Spannungen mit vernachlässigbar kleiner Stromabgabe erzeugt wird, wol>ei die Potentialdifferenz zwischen einem Abgriff und dem unmittelbar vorhergehenden oder nachfolgenden Abgriff fühlbar verringert ist bezüglich der Potentialdifferenz, die in irgend einem anderen Bereich auf derselben Seite der Längsmittellinie bei gleichbleibendem, geometrischem Abstand zwischen den Meßpunkten, gleichbleibendem spezifischen Schichtwiderstand und gleichbleibendem, aus dem Widerstand abfließenden bzw. in diesen hineinfließenden Strom meßbar ist.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Aufbau hat-den Zv/eck, auf einander benachbarten Abgriffen die Auswahl für Bruchteile der.Gesamtspannung auf dem betrachteten Widerstand bezüglich einer festen Spannung zu gestatten, wobei sich die Brüchteile untereinander durch kleinste Werte in der Größenordnung von 1 - 3 mV unterscheiden. Die Wahl erfolgt, bevor die Yerbindung des vorgewählten Abgriffes auf dem Spannungsteiler mit einem anderen Punkt der Schaltung, der diese Spannung zur Fehlerkompensation mit Restfehler in einem engen Toleranzbereich benötigt, bleibend hergestellt wird.
Ein Beispiel für eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung ist die Minimierung des Fehlers (offset) einer Widerstandsbrücke.
Nach dem Stand der Technik werden die Abgriffe auf einem in einen Halbleiterkörp ?r diffundierten Widerstand bei einer ersten "bekannten Lösung mittels Kontaktmetallisierung auf der Ebene des Silizium-Einkristalls, die einen Querschnitt des diffundierten Widerstandes völlig überdeckt, hergestellt; wenn die Abgriffe Schaltungen höchsten Widerstandes betreffen, werden diese bei einer zweiten Lösungsmöglichkeit mit Hilfe von Ableitkanälen endlicher Länge erzielt, die recht-
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winklig zum Außenrand des diffundierten Widerstands liegen und denselben spezifischen Schichtwiderstand dieses diffundierten Widerstandes haben sowie an den metallisierten Enden für die Kontakte auf den Abgriffen dotiert sind. Bei beiden LösungsmÖgliehkeiten ist die Stromdichte, die den diffundierten Widerstand durchquert, konstant.
Bei der zweiten lösung ist die zwischen zwei nebeneinanderliegenden Abgriffen erzielbare Minimalspannung klein, hat jedoch für den der Erfindung zugrunde liegenden Zweck immer noch einen zu großen Wert. Außerdem ist bekannt, daß bei der zweiten Lösung ein größerer Bruchteil der Sapnnung des diffundierten Widerstandes erzielt werden kann, wenn die Abgriffe auf einander gegenüberliegenden Seiten des Längsrandes des diffundierten Widerstandes liegen, was jedoch eine in vielen Fällen nicht erwünschte, größere Länge der Yerbindungsleiter zu den Abgriffen bedingt.
Mit der Erfindung soll die zuvor genannte Aufgabe gelöst und gleichzeitig die Verwendung von Abgriffen vermieden werden, die auf den einander gegenüberliegenden Seiten des Außenrandes liegen. Die Erfindung besteht daher aus einem in bekannter Weise in einen Silizium-Einkristall diffundierten Widerstand mit konstanter Mffusionstiefe und konstantem spezifischen Schichtwiderstand sowie seitlichen, in der Oberflächenebene des Einkristalls nahe beieinanderliegenden Abgriffen, die auf ein und derselben Seite des Außenrandes der diffundierten Zone bezüglich der Längsmittellinie des Widerstandes liegen. Erfindungsgemäß ist dieser Widerstand dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des rechtwinklig zur Längsmittellinie liegenden Querschnittes nur auf einem Teil der Gesamtlänge des Widerstandes konstant ist und im übrigen Teil bis zu einem Maximalwert zunimmt und danach bis zu einem beliebigen Wert abnimmt, während die seitlichen Abgriffe in der Nähe des Maximalwertes und auf derjenigen Seite des Längsrandes liegen, die bezüglich des Maximalwertes die größere Steigung hat. Im folgenden wird als maximale Schnittfläche die rechtwinklig zur Längsmitirel-
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linie liegende Schnittfläche bezeichnet, die den größten Wert hat.
Bei der erfindungsgemäß Torgeschlagenen Technik sind die seitlichen Abgriffe an Elementarzonen des diffundierten Widerstandes angebracht, in denen die Stromdichte den geringstmöglich reduzierten Wert hat bezüglich der Stromdichte in anderen Punkten des Widerstandes, so daß im gleichen Maße auch die Potentialdifferenz zwischen allen Abgriffen reduziert ist, während außerdem die sehr nahe beieinanderliegende Anordnung der Abgriffe erleichtert wird, weil diese rechtwinklig zum Außenrand und auf der bezüglich des Krümmungsmittelpunktes dieses Außenrandes gegenüberliegende Seite liegen, was leicht aufgrund der genannten Bedingungen nachgewiesen werden kann.
In den Figuren 1 und 2 sind zwei Beispiele für die Verwirklichung der Erfindung dargestellt.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel mit Außenrän-. dern einer Form, die bezüglich der Längsmittellinie des diffundierten Widerstandes nicht symmetrisch ist.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Außenlinien der Form, die bezüglich der längsmittellinie des diffundierten Widerstandes nicht symmetrisch ist.
In Figur 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In Draufsicht, jedoch nicht im Maßstab, ist die Oberfläche eines Silizium-Einkristalls 1 mit einem ersten Leitfähigkeitstyp gezeigt, in den ein Donator diffundiert ist, um mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp den diffundierten Widerstand 2 zu erhalten. Die Dicke der diffundierten Schicht, die in allen Punkten entsprechend der Ansicht des diffundierten Widerstandes konstant ist, ist nicht dargestellt.
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In der Figur erkennt man die Längsmittellinie a des diffundierten Widerstandes, die Enden 3 und 4» die am Schluß der Herstellung der Vorrichtung gemeinsam mit den Enden der Abgriffe X, Y und ¥ metallisiert worden sind, die Längsränder B und C, die den diffundierten Widerstand zu beiden Seiten der Iiängsmittellinie a begrenzen, die rechtwinklig zur Längsmittellinie a liegenden Schnittflächen zwischen den Punkten 0-0', P-P1 und R-R' sowie schließlich die Abgriffe x, y, und w.
Me Abgriffe x, y, und w sind am Längsrand B in der Nähe des Punktes P angeordnet, wo die Querschnittsfläche am größten ist, d. h., wo das Produkt aus dem Abstand P-P1 und der Dicke s sowie gleichzeitig die Steigungsänderung des Längsrandes B am größten sind. Die Abstände 0-0' und R-R1' bezeichnen die Zonen des diffundierten Widerstandes, in denen die rechtwinklig zur Längsmittellinie liegende Querschnittsfläche konstant bleibt. Im dargestellten Beispiel weist nur der Längsrand B die zur Ausführung der Erfindung geeigneten Eigenschaften auf, wobei die Anzahl der Abgriffe 3 beträgt.
Beim in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Anzahl der Abgriffe größer als 3 sein, v/eil in der Gegend des maximalen Querschnittes der Außenrand eine fast konstante Steigungsänderung hat. Auch hier ist die Darstellung nicht inaßstabsgetreu, wobei die Bezugszeichen mit denen der Figur 1 übereinstimmen.
Die Abgriffe sind mit x, y, w, u und ν bezeichnet.
Bei diesem Beispiel ist der Außenrand B ersichtlich geeignet, um die Erfindung mit einer Anzahl von Abgriffen, die größer als 3 ist, auszuführen, weil der Verlauf des Außenrandes in den Punkten, die am nächsten am maximalen Querschnitt liegen, ein Kreisbogen ist«
909851/0832 ORIGINAL INSPECTED

Claims (2)

  1. Pa tent a η sprüche 2923793'
    ( Λ.) Diffundierter Widerstand in einem für einen ersten Leitrahigkextstyp dotierten Silizium-Einkristall, in den die diffundierte Zone mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit einer konstanten Diffusionstiefe und einem konstanten spezifischen Schichtwiderstand dotiert ist, wobei der Widerstand in der Oberflächenebene des Einkristalls mit seitlichen, diffundierten, nahe beeinanderliegenden Abgriffen versehen ist, die am Längsrand der diffundierten Zone und auf nur einer Seite bezüglich der Längsmittellinie des Widerstandes liegen,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des rechtwinklig zur Längsmittellinie (a) liegenden Querschnittes nur auf einem Teil der Gesamtlänge des Widerstandes konstant ist und im übrigen Teil bis zu einem .Maximalwert zunimmt und danach bis zu einem beliebigen
    —-Wert abnimmt, während tiie seitlichen Abgriffe (w, x, y) in der Nähe des Maximalwertes und auf derjenigen Seite des Längsrandes liegen, die bezüglich des Maximalwertes die größere Steigungsänderung hat.
  2. 2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsrand der diffundierten Zone bezüglich der Quermittellinie (b) einen symmetrischen Krümmungsverlauf hat und daß die nahe beieinanderliegenden seitlichen Abgriffe auf bezüglich des Maximalwertes verschiedenen Seiten des Längsrandes liegen.
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DE2923799A 1978-06-13 1979-06-12 Diffundierter Halbleiterwiderstand Expired DE2923799C2 (de)

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FR2428917A1 (fr) 1980-01-11
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