DE3328958C2

DE3328958C2 -

Info

Publication number: DE3328958C2
Application number: DE3328958A
Authority: DE
Inventors: Rudy Johan Van De Sunnyvale Calif. Us Plassche; Eise Carel Eindhoven Nl Dijkmans
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1982-08-25
Filing date: 1983-08-11
Publication date: 1992-07-09
Also published as: GB2126784B; NL8203323A; FR2532473A1; DE3328958A1; IT8322606A0; US4466013A; JPS5955051A; FR2532473B1; GB8322512D0; HK76486A; CA1200615A; IT1170191B; JPH0439786B2; GB2126784A

Description

Die Erfindung betrifft einen integrierten Widerstand mit einem Substrat von einem ersten Leitfähigkeitstyp, mit einer epitaxial auf dem Substrat angebrachten Halbleiter materialschicht, wobei das Halbleitermaterial von einem zweiten, dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzten Typ ist, mit einem Gebiet aus halbleitendem Material vom ersten Leitfähigkeitstyp, das in die Epitaxialschicht eindiffundiert ist und das das Widerstandselement des intergrierten Widerstands enthält und ein erstes und ein zweites, mit einer verhältnismäßig gut leitenden Schicht bedecktes Ende besitzt, wobei sich das Widerstandselement zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende erstreckt, mit einem ersten, mit der Epitaxialschicht verbundenen Kontaktgebiet, das außerhalb des erwähnten Gebiets in der Nähe des ersten Endes angebracht ist, mit einem zweiten, mit der Epitaxialschicht verbundenes Kontaktgebiet, das neben dem erwähnten Gebiet in der Nähe des zweiten Endes angebracht ist, mit Mitteln, die zumindest im Hinblick auf den Signalstrom zum elektrischen Koppeln des ersten Kontaktgebiets mit dem ersten Ende und des zweiten Kontaktgebiets mit dem zweiten Ende vorgesehen sind, und mit einer ersten vergrabenen Schicht vom zweiten Leit fähigkeitstyp, die sich von der Unterseite des ersten Kontaktgebietes bis zur Unterseite des ersten Endes er streckt, wobei die erste vergrabene Schicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp in der Epitaxialschicht angebracht und in bezug auf die Epitaxialschicht verhältnismäßig gut leitfähig ist, wodurch die Epitaxialschicht unter dem ersten Ende und zwischen dem ersten Kontaktgebiet und dem ersten Ende kurzgeschlossen ist.

Derartige Widerstände sind bekannt. So ist beispielsweise aus der DE-Al-28 53 116 ein integrierter entsprechender Widerstand bekannt, bei dem kein Abzweiggebiet vorgesehen ist und eine vergrabene Schicht unterhalb eines ersten Endes des Widerstandsgebietes und des ersten Kontakt gebietes vorgesehen ist. Ferner sind aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 21, Nr. 8, 1979, Seite 3271 bis 3272 und aus der britischen Patentschrift GB 14 57 586 integrierte entsprechende Widerstände bekannt, bei denen die vergrabenen Zonen durchgehend und ohne erstes Kontakt gebiet vorgesehen sind. Hinweise für eine besondere Aus gestaltung bzw. Anordnung der vergrabenen Gebiete sind diesem Stand der Technik nicht zu entnehmen.

Ein weiterer derartiger Widerstand ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 27 20 653 bekannt.

Bei integrierten Widerständen ist es ein Problem, daß der Widerstandswert von der Spannung an diesem Widerstand infolge des Feldeffekts der Epitaxialschicht in bezug auf den Widerstand abhängig ist. Zur Verringerung dieses Effekts ist z. B. in der deutschen Offenlegungsschrift 27 20 653 beschrieben, die Epitaxialschicht mit einer Spannung anzusteuern, die von der Spannung am Widerstand abgeleitet ist, beispielsweise von der Spannung an einem der Enden dieses Widerstands. Es stellt sich dabei heraus, daß diese Lösung insbesondere bei hoher Signalspannung an diesem Widerstand das Problem nicht vollständig löst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ver besserung der bekannten Lösungen hinsichtlich höherer Signalspannungen am Widerstand insbesondere bei mit ver grabenen Schichten und mit Abzweigungen versehenen Widerständen zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das in die Epitaxialschicht eindiffundierte Gebiet zumindest ein ebenfalls mit einer verhältnismäßig gut leitenden Schicht bedecktes Abzweiggebiet besitzt, wobei das Abzweiggebiet sich in elektrischer Hinsicht zwischen dem ersten und dem zweiten Ende befindet, daß eine zweite vergrabene Schicht, die sich von der Unter seite des zweiten Kontaktgebietes bis zur Unterseite des zweiten Endes erstreckt und zumindest eine weitere ver grabene Schicht, die sich unter dem Abzweiggebiet er streckt, vorgesehen sind, wobei die vergabenen Schichten vom zweiten Leitfähigkeitstyp in der Epitaxialschicht angebracht und in bezug auf die Epitaxialschicht ver hältnismäßig gut leitfähig sind, wodurch die Epitaxial schicht unter dem zweiten Ende, unter dem Abzweiggebiet und zwischen dem zweiten Kontaktgebiet und dem zweiten Ende kurzgeschlossen ist.

Durch die Ansteuerung der Epitaxialschicht an beiden Enden des Widerstands, wodurch diese Epitaxialschicht die gleiche Signalspannung wie der Widerstand führt, folgt die Spannung an jedem Punkt dieser Epitaxialschicht unter diesem Widerstand besser der Spannung am entsprechenden Punkt dieses Widerstands, wodurch nahezu kein Feldeffekt auftritt. Die Übereinstimmung des Spannungsverlaufs ent lang der Epitaxialschicht mit einem Spannungsverlauf entlang des Widerstands wird durch die erwähnten ver grabenen Schichten dabei noch wesentlich verbessert.

Es sei hierzu bemerkt, daß die Ansteuerung der Epitaxial schicht an beiden Enden mit der Spannung am Widerstand, jedoch ohne das Abzweiggebiet und die vergrabenen Schichten an sich aus der niederländischen Offenlegungs schrift 72 01 965 bekannt ist, in der eine derartige Maß nahme zur Verringerung der Auswirkung von Streukapazitäten angewandt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen integrierten Widerstand nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch diesen Widerstand, und

Fig. 3 das elektrische Ersatzschaltbild eines derartigen Widerstands.

In Fig. 1 ist schematisch ein integrierter Widerstand nach der Erfindung dargestellt. In einem Behälter 1 aus halbleitendem Material, beispielsweise vom N-Typ, ist mit Hilfe einer P-Typ-Diffusion eine Widerstandsbahn 2 angebracht. Auf dieser Bahn sind Metallkontakte 30 bis 34 angeordnet. An beiden Seiten der Widerstandsbahn 2 sind die Kontakte 4 und 5 auf dem Behälter 1 angebracht. Ein Ende mit dem Kontakt 30 ist über einen Transistor eines Emitterfolgers 7 an den Kontakt 4 und das andere Ende mit dem Kontakt 34 an den Kontakt 5 angeschlossen.

In Fig. 2 ist schematisch der Schnitt durch den Widerstand nach Fig. 1 dargestellt, wobei die Metallkontakte nicht wiedergegeben sind. Auf einem Substrat P-SUB vom P-Typ ist eine Epitaxialschicht N-EPI vom N-Typ angebracht, die mittels einer tiefen Trennungsdiffusion DP vom P-Typ von der Umgebung abgeschlossen ist und dadurch den Behälter 1 bildet. In dieser Epitaxialschicht ist eine Schicht SP vom P-Typ angebracht, die die Widerstandsbahn 2 bildet. Diese Einheit ist mit einer Isolierschicht umgeben, in der Kontaktöffnungen CO angebracht sind, über die die Metallkontakte 30 bis 34, 4 und 5 (Fig. 1) mit der Widerstandsbahn und der Epitaxialschicht in Kontakt stehen können. Die Kontakte 4 und 5 werden über eine tiefe N-Diffusion DN mit einer untiefen N-Diffusion SN darin mit der Epitaxialschicht kontaktiert. Unter den Kontakten 30 bis 34, 4 und 5 sowie unter der Verbindung zwischen den Kontankten 4 und 30 und den Kontakten 5 und 34 sind zwischen der Epitaxialschicht N-EPI und dem Substrat P-SUB vergrabene Schichten BN vom N-Typ aus gut leitendem Material angebracht, die die Epitaxialschicht an den betreffenden Stellen kurzschließen.

In Fig. 3 ist das elektrische Ersatzschaltbild des Widerstands nach Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Widerstandsbahn 2 läßt sich mit Widerständen darstellen, zwischen denen Kurzschlüsse entsprechend den Kontakten 30 und 34 angeordnet sind. Die Epitaxialschicht wird ebenfalls durch unterliegende Widerstände dargestellt, zwischen denen Kurzschlüsse an den Stellen der vergrabenen Schichten BN angeordnet sind. Wird an den integrierten Widerstand 2 eine Signalspannung gelegt, wird über den Emitterfolger 7 und die Verbindung 6 die gleiche Spannung an den Widerstand der Epitaxialschicht gelegt. Da das Muster der Widerstände und Kurzschlüsse entlang des Widerstands 2 und der Epitaxialschicht 3 das gleiche ist, ist auch der Spannungsverlauf gleich, so daß ein jeder Punkt der Epitaxialschicht hinsichtlich der Spannung dem höher liegenden Punkt des integrierten Widerstands folgt, so daß Nicht-Linearität infolge des Feldeffekts zwischen dem Widerstand und der Epitaxialschicht beseitigt ist.

Die Widerstandsbahn 2 braucht keinen geraden Verlauf zu haben. So können beispielsweise die Abzweigungen 31, 32 und 33 über T-förmige Seitenabzweige hergestellt werden. Auch leiterförmige Strukturen sind möglich.

Auch braucht die Epitaxialschicht nicht immer über einen Emitterfolger 7 angesteuert zu werden. Wird der Widerstand 2 aus einer niederohmigen Quelle angesteuert, ist oft eine direkte galvanische Verbindung möglich.

Claims

Integrierter Widerstand mit einem Substrat von einem ersten Leitfähigkeitstyp, mit einer epitaxial auf dem Substrat angebrachten Halbleitermaterialschicht, wobei das Halbleitermaterial von einem zweiten, dem ersten Leit fähigkeitstyp entgegengesetzten Typ ist, mit einem Gebiet aus halbleitendem Material vom ersten Leitfähigkeitstyp, das in die Epitaxialschicht eindiffundiert ist und das das Widerstandselement des intergrierten Widerstands enthält und ein erstes und ein zweites, mit einer verhältnismäßig gut leitenden Schicht bedecktes Ende besitzt, wobei sich das Widerstandselement zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende erstreckt, mit einem ersten, mit der Epitaxialschicht verbundenen Kontaktgebiet, das außerhalb des erwähnten Gebiets in der Nähe des ersten Endes ange bracht ist, mit einem zweiten, mit der Epitaxialschicht verbundenes Kontaktgebiet, das neben dem erwähnten Gebiet in der Nähe des zweiten Endes angebracht ist, mit Mitteln, die zumindest im Hinblick auf den Signalstrom zum elek trischen Koppeln des ersten Kontaktgebiets mit dem ersten Ende und des zweiten Kontaktgebiets mit dem zweiten Ende vorgesehen sind, und mit einer ersten vergrabenen Schicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp, die sich von der Unterseite des ersten Kontaktgebietes bis zur Unterseite des ersten Endes erstreckt, wobei die erste vergrabene Schicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp in der Epitaxialschicht ange bracht und in bezug auf die Epitaxialschicht verhältnis mäßig gut leitfähig ist, wodurch die Epitaxialschicht unter dem ersten Ende und zwischen dem ersten Kontakt gebiet und dem ersten Ende kurzgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Epitaxialschicht eindiffundierte Gebiet zumindest ein ebenfalls mit einer verhältnismäßig gut leitenden Schicht bedecktes Abzweig gebiet besitzt, wobei das Abzweiggebiet sich in elektri scher Hinsicht zwischen dem ersten und dem zweiten Ende befindet, daß eine zweite vergrabene Schicht, die sich von der Unterseite des zweiten Kontaktgebietes bis zur Unter seite des zweiten Endes erstreckt und zumindest eine weitere vergrabene Schicht, die sich unter dem Abzweig gebiet erstreckt, vorgesehen sind, wobei die vergabenen Schichten vom zweiten Leitfähigkeitstyp in der Epitaxial schicht angebracht und in bezug auf die Epitaxialschicht verhältnismäßig gut leitfähig sind, wodurch die Epitaxial schicht unter dem zweiten Ende, unter dem Abzweiggebiet und zwischen dem zweiten Kontaktgebiet und dem zweiten Ende kurzgeschlossen ist.