DE8801107U1 - Electronic device - Google Patents
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Description
R. 21633
14.1.1988 Fb/LeR.21633
14.1.1988 Fb/Le
EleVtfonisches Gerät
j-. Stand der Technik EleVtphonic device
j-. State of the art
Die Erfindung bete ifft ein elektronisches Gerät nach der Gattimg des Hauptanspruchs.The invention relates to an electronic device according to the category of the main claim.
Derartige Geräte sind bereits bekannt, beispielsweise aus der US-PS 4 668 873. Die signalverarbeitenden Schaltungsteile dieser Geräte können dabei zur Verarbeitung der Signale dienende elektronische Transformationsglieder wie Operationsverstärker, Komparatoren, als Pulsformer dienende Kippschaltungen, digital arbeitende Schaltungstoile oder dergleichen enthalten.Such devices are already known, for example from US-PS 4 668 873. The signal processing circuit parts of these devices can contain electronic transformation elements such as operational amplifiers, comparators, flip-flops serving as pulse shapers, digitally operating circuit elements or the like for processing the signals.
Die bekannten Geräte dor eingangs genannten Art verwenden Siebschal- &zgr;~&Lgr; tungen, die mit diskreten Komponenten in Leiterplattentechnik, aber auch schon in hybrider Bauweise auf keramischen Substraten aufgebaut sind. Mit derartigen Siebschaltungen lassen sich Störspannungen in beliebigem Maße dämpfen, sie sind deshalb grundsätzlich einsetzbar, wie beispielsweise auch in Kraftfahrzeugen, wo Störspannungen mit großer Amplitude in einem weiten Frequenzbereich etwa zwischen 150 KKz und 1 GHz zumindest immer dann auftreten, sobald sich das Kraftfahrzeug im Nahfeld eines leistungsstarken Senders bewegt.The known devices of the type mentioned above use filter circuits which are constructed with discrete components in printed circuit board technology, but also in a hybrid design on ceramic substrates. With such filter circuits, interference voltages can be attenuated to any extent, and they can therefore generally be used, for example, in motor vehicles, where interference voltages with a large amplitude in a wide frequency range between about 150 MHz and 1 GHz always occur as soon as the motor vehicle moves in the near field of a powerful transmitter.
I 1 · · ♦I 1 · · ♦
_ 2 - &Egr;· 21633_ 2 - &Egr;· 21633
Sollen ganze Systeme wenigstens als Teilsysteme monolithisch integriert werden, so bedeutet dies, daß auch die Siebschaltungen monolithisch zu integrieren sind. Dabei entsteht folgendes Problem: An den pn-Übergängen der Transformationsglieder, die zur Verarbeitung 1 der Signale in den signalverarbeitenden Schaltungsteilen dienen,If entire systems are to be monolithically integrated, at least as subsystems, this means that the filter circuits must also be monolithically integrated. This creates the following problem: At the pn junctions of the transformation elements, which are used to process the signals in the signal-processing circuit parts,
! beitenden Schaltungsteile führt.! processing circuit components.
I Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch I Features of the main claim has the advantage that
p bereich, vorzugsweise zwischen 150 KHz und 1 GHz, derart gedampftp range, preferably between 150 KHz and 1 GHz, damped
f strömen führen, die die Arbeitspunkte der Schaltungselemente desf currents that affect the operating points of the circuit elements of the
signalverarbeitenden Schaltungsteils merklich verlagern. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 ergeben sichsignal processing circuit part. Advantageous further developments of the subject matter according to claim 1 result
; aus den Unteransprüchen 2 bis 34. ; from subclaims 2 to 34.
Zeichnung
j l") Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:drawing
j l") The invention is explained in more detail with reference to the drawing. They show:
Figur 1 ein erstes und ein zweites elektronisches Gerät, wobei beide Geräte mittels Steckverbindungen und einer Leitung miteinander verbunden sixid;Figure 1 shows a first and a second electronic device, both devices being connected to one another by means of plug connections and a cable;
Figur 2 dieselbe Anordnung wie in Figur 1, je^ach ergänzt durch ein« Siebschaltung;Figure 2 shows the same arrangement as in Figure 1, but supplemented by a filter circuit;
«I »III«I »III
*. 3 " R* 21633*. 3 " R* 21633
Figur 3 als Beispiel ein elektronisches Gerat/ das mittels eines Kabelbaums einerseits mit einer Fahrzeugbatterie über Schmelzsicherung und Schalter/ andererseits eingatigsseitig mit einem zweiten elektronischen Gerat und ausgangsseitig mit einem Motor verbunden ist;Figure 3 shows an example of an electronic device which is connected by means of a cable harness on the one hand to a vehicle battery via a fuse and switch and on the other hand on the single-gate side to a second electronic device and on the output side to a motor;
Figur 4 zum besseren Verständnis den Amplitudengang über der Frefür dieses komplexe Leitungssystem;Figure 4 shows the amplitude response versus frequency for a better understanding of this complex conduction system;
Figur 5a den Schnitt/ Figur 5b das Layout eines möglichen Bipölär- f\ prozesses zur Darstellung des Gegenstandes der Erfindung;Figure 5a shows the section/Figure 5b shows the layout of a possible bipolar process for illustrating the subject matter of the invention;
Figur 6a, b, Figur 7a, b und Figur 8a, b eine mögliche Darstellung von Kapazitäten in diesem Prozeß;Figure 6a, b, Figure 7a, b and Figure 8a, b show a possible representation of capacities in this process;
Figur 9 die Ersatzschaltung eines ersten Ausführungsbeispiols einer monolithisch integrierten Siebschaltung in der Wirkung der Schaltung nach Figur 2;Figure 9 shows the equivalent circuit of a first embodiment of a monolithically integrated filter circuit in the effect of the circuit according to Figure 2;
Figur 10 die dazugehörige Schaltung in integrierter Form mit ihrem Layout nach Figur 11;Figure 10 shows the corresponding circuit in integrated form with its layout according to Figure 11;
Figur 12 einen möglichen Kondensator zur Dämpfung der Ausgangslei-Figure 12 shows a possible capacitor for damping the output line.
tang und itang and i
Figur 13 einen Kondensator zur Dämpfung der Betriebsstrom-Leitung;Figure 13 a capacitor for damping the operating current line;
Figur 14 das erreichte Ergebnis, unter 14a noch mit einer gering- |Figure 14 shows the achieved result, under 14a still with a small |
fügigen Verletzung ämr Lehre der Erfindung, unter 14b nach einer Iinfringement of the teaching of the invention, under 14b after an I
Korrektur;Correction;
&idiagr; 9 &egr; &zgr; i i ti»&idiagr; 9 &egr;&zgr; ii ti»
- 4 - R. 21633- 4 - R.21633
Figur 15 ein mögliches Beispiel mit einem anderen Prozeß und Figur 16 das Schnittbild dieser Schaltung. Beschreibung der ErfindungFigure 15 shows a possible example with a different process and Figure 16 shows the sectional view of this circuit. Description of the invention
Zunächst werden anhand der Figuren 1 bis 4 wenigstens in einer aroben Näherung Entstehung von Störspannungen und herkömmliche Ent-•tÖrung beschrieben. In Figur 1 ist -dt 1 ein eretes und mit 2 ein Bweites elektronisches Gerät bezeichnet; beide Geräte sind mittels der Steckverbindungen 51 und 52 und der Leitung 6 miteinander zu •inem System verbunden. Um einfache Verhältnisse zu bekommen, liegt am Ausgang des Gerätes 1 ein Kondensator 3 hinreichender Größe !wischen den beiden Leitern der Leitung 6; die afc die Leitung 6 angeschlossene elektronische Teilschaltung 4 des Gerätes 2 mit den hier symbolisch dargestellten Komponenten (Widerstände 41 und 42 sowie Transistor 43) sei hochohmig gegen den Wellenwiderstand der Leitung 6; die elektrische Länge der Leitung 6 sei durch den Abstand der Leitungspunkte 61 und 62 gegeben.First, the generation of interference voltages and conventional interference suppression are described at least in a rough approximation using Figures 1 to 4. In Figure 1, 1 is a first electronic device and 2 is a second electronic device; both devices are connected to one another by means of plug connections 51 and 52 and line 6 to form a system. In order to obtain simple conditions, a capacitor 3 of sufficient size is located at the output of device 1 between the two conductors of line 6; the electronic sub-circuit 4 of device 2 connected to line 6 with the components shown symbolically here (resistors 41 and 42 and transistor 43) is assumed to be highly resistive to the characteristic impedance of line 6; the electrical length of line 6 is given by the distance between line points 61 and 62.
Unter diesen Bedingungen ist die Leitung 6 an der Stelle 61 kurzge-■chlossen, an der Stelle 62 dagegen im wesentlichen offen. Sie stellt ein resonanzfähiges Gebilde dar, wie etwa ein Lecher- oder (~) Antennensystem; wird dieses nun einem elektromagnetischen Feld passender Frequenz ausgesetzt, so entsteht eine stehende Welle. Das Diagramm gibt den Amplitüdenverlauf über der elektrischen Länge 61, 62 für die Grundwelle wieder, auf die Darstellung der entsprechenden Harmonischen wurde der Einfachheit halber verzichtet. Die Amplitude ist bei 61 wegen des Kurzschlusses 0, bei 62 wegen des Leerlaufs ein Maximum, das bei 621 angedeutet ist. Bei den in Frage kommenden Feldstärken von bis zum 100 V/m, eventuell einige 100 V/m, können, sofern begrenzende Faktoren dies nicht verhindern, MaximalamplitudenUnder these conditions, line 6 is short-circuited at point 61, but essentially open at point 62. It represents a structure capable of resonance, such as a Lecher or (~) antenna system; if this is now exposed to an electromagnetic field of a suitable frequency, a standing wave is created. The diagram shows the amplitude curve over the electrical length 61, 62 for the fundamental wave; for the sake of simplicity, the corresponding harmonics have been omitted. The amplitude is 0 at 61 because of the short circuit, and a maximum at 62 because of the open circuit, which is indicated at 621. With the field strengths in question of up to 100 V/m, possibly several 100 V/m, maximum amplitudes can be achieved, provided that limiting factors do not prevent this.
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bis zu einigen 100 V auftreten. Zu tiefen Frequenzen hin wird die Einkopplung kapazitiv, die Amplituden nehmen auch wegen des Kondensators 3 rasch «b. Fehlt der Kondensator 3, so ist die Grundwelle durch eine Lambda-Halbe-Anrogung gegeben, auch bei 61 entsteht ein Ipannungsbauch, der Hulldurchgang liegt bei der Hälfte der Strecke 61/ 62. Selbstverständlich sind auch andere Einkoppelmechaniomen denkbar.up to several 100 V. At low frequencies, the coupling becomes capacitive, the amplitudes decrease rapidly due to the capacitor 3. If the capacitor 3 is missing, the fundamental wave is given by a half-lambda excitation, a voltage antinode also occurs at 61, the hull passage is halfway along the distance 61/62. Of course, other coupling mechanisms are also conceivable.
In Figur 2 ist die Anordnung nach Figur 1 durch eine Siebschaltung ergänzt, die wie hier im einfachsten Fall aus einem ohmschen Wider- r\ stand 71 und einem Kondensator 72 bestehen kann; häufig sind sehr viel komplexere Siebschaltungen mit Durchführungskondensatoren, Drosseln usw. erforderlich, um die Funktion der Gesamtanlage sicherzustellen. Im vorliegenden Beispiel sei auf die einfachste, aus den Schaltelementen 71 und 72 bestehende Siebschaltung zurückgegriffen.In Figure 2, the arrangement according to Figure 1 is supplemented by a filter circuit which, as here, in the simplest case can consist of an ohmic resistor 71 and a capacitor 72; often much more complex filter circuits with feedthrough capacitors, chokes, etc. are required to ensure the functioning of the entire system. In the present example, the simplest filter circuit consisting of the switching elements 71 and 72 is used.
Der Hellenwiderstand von Verbindungsleitungen in Kraftfahrzeugen liegt näherungsweise in der Größenordnung zwischen 30 Ohm und 300 Ohm; typisch bei etwa 100 Ohm.The resistance of connecting cables in motor vehicles is approximately in the order of magnitude between 30 ohms and 300 ohms; typically around 100 ohms.
Liegt der Widerstand 71 in diesem Bereich und ist der Kondensator induktionsax'M und seine Kapazität hinreichend groß, so ist die Leitung 6 in etwa aperiodisch gedämpft, die Resonanzüberhöhung verschwindet, es wird nur noch die erheblich niedrigere Amplitude erreicht. Da die Siebschaltung 7 sehr breitbandig sein muß, wird die Kapazität des Kondensators 72 groß. Hegen der räumlichen Ausdehnung der Filter und der damit verbundenen parasitären Leitungsinduktivitäten, besonders auch in der Zusammenschaltung der elektronischen Teilschaltung 4, sind solche Filter selbst in einer integrierten Hybridtechnik nur schwer zu beherrschen. Bei einer monolithischen Integration dagegen ließe sich auch eine komplexe FilterschaltungIf the resistance 71 is in this range and the capacitor inductionax'M and its capacity are sufficiently large, the line 6 is damped in a more or less aperiodic manner, the resonance peak disappears, and only the considerably lower amplitude is achieved. Since the filter circuit 7 must be very broadband, the capacity of the capacitor 72 becomes large. Due to the spatial extent of the filters and the associated parasitic line inductances, especially in the interconnection of the electronic sub-circuit 4, such filters are difficult to control even in an integrated hybrid technology. In a monolithic integration, on the other hand, a complex filter circuit could also be used.
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auf weniger als einem Quadratmilllmeter Fläche unterbringen, so daß die Leitungsinduktivitäten sehr viel kleiner und damit leichter beherrschbar werden. Die Probleme entstehen hier dadurch, daß nur Kondensatoren kleiner Kapazität wirtschaftlich zu integrierten sind/ die Filter also hochohmig werden; außerdem ist darauf zu achten, daß an den nun unvermeidlichen pn-Übelgängen von Komponenten des Filters keine Richtspannungen entstehen beziehungsweise auch keine nennenswerten Richtströme fließen dürfen, die zu Richtspannungen führen.on less than one square millimeter of surface area, so that the line inductances are much smaller and thus easier to control. The problems here arise from the fact that only capacitors with a small capacity can be integrated economically/the filters therefore become high-resistance; it is also important to ensure that no directional voltages are created at the now unavoidable pn junctions of the filter components, or that no significant directional currents are allowed to flow that lead to directional voltages.
Bei einer Gerätekombination 1, 2 ohne Kondensator 3, wo die auf der /~\ Leitung 6 influenzierte Storapannung weder das Gerät 1 noch das Gerät 2 beeinflussen darf, ist die Lehre der Erfindung beidseitig anzuwenden, wie etwa bei der Anordnung eines Spannungsreglers für •inen Drehstromgenerator mit einem Spannungs-Sensor und/oder aktivem Temperatur-Sensor an der Fahrzeugbatterie.In a device combination 1, 2 without capacitor 3, where the voltage induced on the /~\ line 6 must not affect either device 1 or device 2, the teaching of the invention is to be applied on both sides, such as in the arrangement of a voltage regulator for a three-phase generator with a voltage sensor and/or active temperature sensor on the vehicle battery.
Figur 3 zeigt eine kraftfahrzeugspezifische Anordnung zur Regelung bzw. Steuerung der Drehzahl eines Elektromotors 15 mit dem dazugehörenden Kabelbaum 60; ferner sind bezeichnet: die Fahrzeugbatterie 11 mit ihrem Masseanschluß 64/0 und ihrem Pluspol 68/0, ein signalabgebendes elektronisches Gerät 12 mit seinem Signalausgang 65, eine Schmelzsicherung 13, ein Schalter 14, als zweites Gerät ein monolithisch integrierter Stromregler 4 mit dem Signaleingang 66, dem Masseanschluß 64/1, dem Betriebsspannungs-Anschluß 68/1, dem Signaleingang 66, dem Motorausgang 69 und symbolhaft den beiden Transistoren 43 für die Eingangsschaltung und 44 für die Leistungsstufe.Figure 3 shows a motor vehicle-specific arrangement for regulating or controlling the speed of an electric motor 15 with the associated cable harness 60; also shown are: the vehicle battery 11 with its ground connection 64/0 and its positive pole 68/0, a signal-emitting electronic device 12 with its signal output 65, a fuse 13, a switch 14, as a second device a monolithically integrated current regulator 4 with the signal input 66, the ground connection 64/1, the operating voltage connection 68/1, the signal input 66, the motor output 69 and symbolically the two transistors 43 for the input circuit and 44 for the power stage.
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Der Kabelbaum 60 bezogen auf die Signal-Leitung 65 - 66 stellt nun hochfrequenztechnisch gesehen ein recht komplexes System gekoppelter Kreise unterschiedlicher Eigenfrequenz und Dämpfung dar. Ist das Gerät 4 vom Kabelbaum abgetrennt,, so läßt sich das Frequenzverhalten messen. Xn Figur 4 ist die Amplitude an dem Meßpunkt 66 gegen die Masse 64/1 in logarithmischem Maßstab bei konstanter Einströmung als Frnlction der Frequenz in linearem Maßstab aufgetragen. Nach dem Reaktanzsatz von Foster wechseln "Maxima" und "Minima" bzw.The cable harness 60 in relation to the signal line 65 - 66 represents, in terms of high frequency technology, a very complex system of coupled circuits with different natural frequencies and attenuation. If the device 4 is separated from the cable harness, the frequency response can be measured. In Figure 4, the amplitude at the measuring point 66 is plotted against the mass 64/1 on a logarithmic scale with constant inflow as a fraction of the frequency on a linear scale. According to Foster's reactance theorem, "maxima" and "minima" alternate.
"Zwischenmaxima" und Zwischenminima" einander ab; die erste " ~"Intermediate maxima" and "intermediate minima" differ from each other; the first " ~
r bei ca. 100 MHz und 150 MHz mit einem Dämpfungsfaktor von 0,03, was 1 r at about 100 MHz and 150 MHz with a damping factor of 0.03, which is 1
einer mehr als 30-fachen Resonanzüberhöhung entspricht; oberhalb 200 .corresponds to a resonance enhancement of more than 30 times; above 200 .
bereichs auf hohem Niveau. |area at a high level. |
Bei den möglichen Feldstärken von bis zu mehr als 100 V/m werden Spannungsamplituden influenziert, die um Größenordnungen über demWith possible field strengths of up to more than 100 V/m, voltage amplitudes are induced that are orders of magnitude higher than the
linearen Aussteuerbereich von Halbleiter-Schaltungen liegen und \ linear control range of semiconductor circuits and \
I immer noch erheblich über der Sperrspannung monolithisch integriert |I still significantly above the blocking voltage monolithically integrated |
darstellbarer Kondensatoren. Es ist deshalb vorteilhaft/ nicht nur die Signalleitung an ihrem Ende 66 zu bedampfen, sondern möglichst auch die Leitung für die Betriebsspannung 66/1 und die Ausgangsleitung 69, also möglichst das Gesamtsystem "Kabelbaum".representable capacitors. It is therefore advantageous to not only vapor-deposit the signal line at its end 66, but also, if possible, the line for the operating voltage 66/1 and the output line 69, i.e., if possible, the entire "cable harness" system.
In den Figuren 5a und 5b ist beispielhaft: ein möglicher Prozeß zur Darstellung der Erfindung ohne den Versatz durch Unter-Ätzung und Unter-Diffusion wiedergegeben anhand von Schnittbild und Layout von (nicht ganz) zwei Halbzollen eines Leistungstransistors, der als Dämpfungskondensator wirksame Dioden-Elemente in seinen Zellen enthält. Figures 5a and 5b show, by way of example: a possible process for representing the invention without the offset caused by under-etching and under-diffusion, using a cross-section and layout of (not quite) two half-inches of a power transistor that contains diode elements acting as damping capacitors in its cells.
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_ 8 - R. 21633_ 8 - R.21633
Die beiden Isolierungs-Diffusionen 002, 003 sind weit, die Kollektor-Anschluß-Diffusion 004 eng von links unten nach rechts oben, das strukturierte Metall 008 dagegen von links oben nach rechts unten schraffiert wiedergegeben. Die Schutzschicht 009 kann aus einem Silan- oder Plasma-Oxid oder aus einem Plasma-Nitrid bestehen, sie ist zum Verständnis der Anordnung nicht erforderlich.The two insulation diffusions 002, 003 are wide, the collector connection diffusion 004 is narrow from bottom left to top right, the structured metal 008, on the other hand, is shown hatched from top left to bottom right. The protective layer 009 can consist of a silane or plasma oxide or of a plasma nitride, it is not necessary to understand the arrangement.
Figur 5a stellt einen Schnitt entlang der Linie GH von Figur 5b dar. ( Figur Sb ist das Plot des zugohörenden Layouts in gleicher Darstellung. Die kräftigsten Linien zeigen die Umrisse der Kontakt-Fenster, die beiden schwächsten die von Emitter uüd buried layer. Die Basis ist nur wenig schwächer als die Kontaktfenster gezeichnet. Zueammen mit dem Schnitt nach Figur 5« lassen sich die entsprechenden Zonen eindeutig zuordnen.Figure 5a shows a section along the line GH of Figure 5b. ( Figure 5b is the plot of the corresponding layout in the same representation. The strongest lines show the outlines of the contact windows, the two weakest those of the emitter and buried layers. The base is drawn only slightly weaker than the contact windows. Together with the section according to Figure 5« the corresponding zones can be clearly assigned.
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_ g _ R. 21633_ g _ R. 21633
Es sind: Der buried layer einer Zelle des Leistungs-Transistors 010, sein Kollektor-Anschluß mit der Kollektoranschluß-Diffusion 040, das zugehörige Kontaktfenster 070, die Kollektoranschluß-Leitung 080, die Basis-Diffusions-Zone 050 mit der Basisanschluß-Leitung 051, die Emitter-Diffusions-Zone mit dem Emitter 060, die Verbindungsleitung zum Emitterwiderstand 061, ein mit '.er Emitter-Diffusions-Zone gebildeter Emitterwiderstand 062, die Emitter- und Masse-Leitung 064, die Isolierungs-Diffusion 002, 003, eine hier nicht benötigte diffundierte Signalleitung 041; ferner die Komponenten der benachbarten Halbzelle: der buried layer 011, die aufsitzende untere Iso- &Ggr;&Lgr; lierungs-Diffusions-Zone 020, der Anschlußkontakt 030 für die untere Isolierungs-Diffusions-Zone, ausgeführt mit der oberen Isolierungs-Diffusion, und eine weitere Basis-DiffusSons-Zone 052 snit Emitter 063, sowie die Schutzschicht 009.They are: the buried layer of a cell of the power transistor 010, its collector connection with the collector connection diffusion 040, the associated contact window 070, the collector connection line 080, the base diffusion zone 050 with the base connection line 051, the emitter diffusion zone with the emitter 060, the connection line to the emitter resistor 061, an emitter resistor 062 formed with the emitter diffusion zone, the emitter and ground line 064, the insulation diffusion 002, 003, a diffused signal line 041 which is not required here; furthermore the components of the adjacent half-cell: the buried layer 011, the lower iso -Γ�L sitting on it. lation diffusion zone 020, the connection contact 030 for the lower insulation diffusion zone, executed with the upper insulation diffusion, and a further base diffuser zone 052 with emitter 063, as well as the protective layer 009.
Die auf dem buried layer 011 aufsitzende untere Isolierungs-Diffusion 020 bildet ein in den Leistungstransistor hineinintegriertes Diodenelement; der Leistungs-Transistor enthält nun eine Vielzahl solcher Elemente, so daß ein unipolarer Kondensator beachtlicher Kapazität erzeugt wird, der am Ausgang der Schaltung 4, Punkt 69, angreift und das Leitungssystem wirksam belastet, was sonst nur im Spezialfall der Sättigung defl Leistungs-Tra&siators vorkommt.The lower insulation diffusion 020 sitting on the buried layer 011 forms a diode element integrated into the power transistor; the power transistor now contains a large number of such elements, so that a unipolar capacitor of considerable capacitance is produced, which acts on the output of the circuit 4, point 69, and effectively loads the line system, which otherwise only occurs in the special case of saturation of the power transistor.
( ) Die Figuren 6a, 7a, 8a stellen einen Schnitt entlang der Linie AB der Figuren 6b, 7b, 8b dar. Es sind drei mögliche Ausführungsformsn für Kondensatoren in dem in Figur 5 beschriebene!; Prozeß, und zwar in den Figuren 6 und 7 je ein unipolarer, in Figur 8 ein bipolarer Typ. Selbstverständlich können auch noch andere Diffusionszonen zur Bildung von Kondensatoren herangezogen werden. Ausschlaggebend für die Wahl sind einerseits ein möglichst hoher Kapazitätsbelag, andererseits eine hinreichend hohe Durchbruchspannung der Sperrschicht.( ) Figures 6a, 7a, 8a show a section along the line AB of Figures 6b, 7b, 8b. There are three possible embodiments for capacitors in the process described in Figure 5, namely in Figures 6 and 7 a unipolar type and in Figure 8 a bipolar type. Of course, other diffusion zones can also be used to form capacitors. The decisive factors for the selection are, on the one hand, the highest possible capacitance per unit area and, on the other hand, a sufficiently high breakdown voltage of the barrier layer.
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_ 10 - H. 21633_ 10 - H. 21633
In Figur 6 ist 031 eine obere Isolierungs-Diffusions-Zone, 066 eine darin eingebrachte Emitter-Diffusions-Zone, 64/1 der mit 031 verbundene Masseanschluß und 067 der mit äer Emitter-Diffusions-Zone 066 verbundene Anschluß der heißen Elektrode des Kondensators, dessen Kapazität durch die durch die Zonen 031, 066 gegebene Sperrschicht gebildet ist. Dieser unipolare Kondensator läßt sich auch für negative Sperrspannungen einsetzen, sofern die untere Isolierungs-Diffusions-Zone weggelassen istcIn Figure 6, 031 is an upper insulation diffusion zone, 066 is an emitter diffusion zone incorporated therein, 64/1 is the ground connection connected to 031 and 067 is the connection of the hot electrode of the capacitor connected to the emitter diffusion zone 066, the capacitance of which is formed by the barrier layer provided by the zones 031, 066. This unipolar capacitor can also be used for negative blocking voltages, provided the lower insulation diffusion zone is omitted.
~ untere Isolierungs-Diffasions-Zone, 032 eine obere Isolierungs-Diffusions-Zons, 64/1 der Masseanschluß, 042 eine Kollektoranechluß-Diffusions-Zone und 013·der heiße Anschluß des Kondensators; dieser ist gebildet durch die zwischen 012 und 021 liegende Sperrschicht. Die buried-layer-Diffusions-Zone 012 ist mittels der Kollektoranschluß-Diffusions-Zane 042 mit dem heißen Anschluß 013 verbunden, sowie 021 mittels 032 mit dem Masseanschluß. Ein kleiner Beitrag zur Kapazität stammt auch von der sich zwischen dem Substrat 000 und der buried-layer-Diffusions-Zone 012 bildenden Sperrschicht. Dieser unipolare Kondensator besitzt eine höhere Sperrspannung als der nach Figur 6, er läßt sich jedoch nicht gegen das Substrat isolieren. ~ lower insulation diffusion zone, 032 an upper insulation diffusion zone, 64/1 the ground connection, 042 a collector connection diffusion zone and 013·the hot connection of the capacitor; this is formed by the barrier layer between 012 and 021. The buried layer diffusion zone 012 is connected to the hot connection 013 by means of the collector connection diffusion zone 042, and 021 is connected to the ground connection by means of 032. A small contribution to the capacitance also comes from the barrier layer that forms between the substrate 000 and the buried layer diffusion zone 012. This unipolar capacitor has a higher blocking voltage than the one in Figure 6, but it cannot be insulated from the substrate.
j >'&Ggr;) In Figur 8 ist 014 wieder eine buried-layer-Diffusions-Zone, 022 eine erste und 023 eine zweite untere Isolierungs-Diffusions-Zone, 033 eine erste und 034 eine zweite obere Isolierungs-Diffusions-Zone, 016 eine Aussparung in der buried-layer-Diffusion 014, 64/1 der Massebnschluß und 015 der »nschluß für die heiße Elektrode. Der Kapazitätsbelag dieses Kondensators bildet sich zwischen den beiden gegeneinandergeschalteten Sperrschichten 022 ;uid 014 bzw. 0X4 tmd 023, er ist somit bipolar und damit für die Eingangsschaltung««*! derj >'&Ggr;) In Figure 8, 014 is again a buried layer diffusion zone, 022 a first and 023 a second lower insulation diffusion zone, 033 a first and 034 a second upper insulation diffusion zone, 016 a recess in the buried layer diffusion 014, 64/1 the ground connection and 015 the connection for the hot electrode. The capacitance of this capacitor is formed between the two mutually connected barrier layers 022 ;uid 014 or 0X4 tmd 023, it is thus bipolar and thus for the input circuit««*! the
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- 11 - R. 21633- 11 - R.21633
Filter geeignet. Richtspannungen entstehen erst dann, Wenn die Amplitude der hochfrequenten Störspannüng und eine etwa überlagerte Gleichspannung die Durchbruchspannung der symmetrischen Sperrschichten Übersteigt bzw. wenn die beiden Teilkapazitäten 022 - 014 und 014 - 023 ungleich grcß sind. Die Aussparungen 16 in der buried-layer-Diffusion sind zur Erhöhung des Reihen-Widerstands des Kondensators eingebracht, sie sind nicht obligatorisch.Filter. Directional voltages only arise when the amplitude of the high-frequency interference voltage and a superimposed direct voltage exceed the breakdown voltage of the symmetrical barrier layers or when the two partial capacitances 022 - 014 and 014 - 023 are of unequal size. The recesses 16 in the buried layer diffusion are introduced to increase the series resistance of the capacitor; they are not obligatory.
Figur 9 zeigt die Schaltungsanordnung von Figur 2 in einer monolithisch integrierten Bauart. Darin ist mit 4 wieder die an die /~\ Siebschaltung angeschlossene elektronische Teilschaltung, mit 7 die Siebschaltung mit dem Widerstand 71 und dem Kondensator 72 als Tief-, paß bezeichnet; die Klemmen 522 entsprechen den Klemmen 52 von Figur 2; eine notwendige Ergänzung mit den Widerständen 73, 74 und dem Kondensator 75 ist dein ursprünglichen Filter vorgeschaltet, der Eingang ist entsprechend Figur 3 mit 66 für die heiße Klemme u»d mit 64/1 für die Masseklemme bezeichnet. Diese Ergänzung sorgt für die Anpassung an die neuen Verhältnisse. Der Kondensator 72 ist um Größenordnungen kleiner, der Widerstand 71 entsprechend hochohmiger als in Figur 2. In einem praktischen Beispiel liegt der Kondensator 72 bei 100 pF und der Widerstand 71 bei 40 Kiloohm, Entsprechend ist die. Summe der Widerstände 41 und 42 - im Fall der Anpassung, der aber nicht unabdingbar einzuhalten ist - ebenfalls bei 40 Kiloohm« Im allgemeinen wird nun ein Eingangswiderstand des Geräts 2 von ca. 5 Kiloohm gefordert, die aber wegen des hochohmigen Tiefpasses nun direkt nicht einzuhalten sind; deshalb ist der Widerstand 73, der in diesem Beispiel vorzugsweise einen Widerstand von 5,33 Kiloohm hat, parallel zum Eingang geschaltet; dieser Wert ist zwar für tiefe Frequenzen mit der dort kapazitiven Leitung und wegen deren niedrigen Koppelkapaaität als Höehpaß wirksam, doch für den kritischen Bereich hoher Frequenzen noch viel zu hochohmig gegenüber dem Wellenwider-Figure 9 shows the circuit arrangement of Figure 2 in a monolithically integrated design. In it, 4 again denotes the electronic sub-circuit connected to the filter circuit, 7 denotes the filter circuit with the resistor 71 and the capacitor 72 as a low-pass filter; the terminals 522 correspond to the terminals 52 of Figure 2; a necessary addition with the resistors 73, 74 and the capacitor 75 is connected in front of the original filter, the input is designated as 66 for the hot terminal and 64/1 for the ground terminal, as in Figure 3. This addition ensures adaptation to the new conditions. The capacitor 72 is orders of magnitude smaller, the resistor 71 correspondingly higher-resistance than in Figure 2. In a practical example, the capacitor 72 is 100 pF and the resistor 71 is 40 kiloohms. Accordingly, the. Sum of resistors 41 and 42 - in the case of adaptation, which is not essential - also at 40 kilohms. In general, an input resistance of device 2 of approx. 5 kilohms is required, but this cannot be directly maintained due to the high-impedance low-pass filter; therefore, resistor 73, which in this example preferably has a resistance of 5.33 kilohms, is connected in parallel to the input; this value is effective for low frequencies with the capacitive line there and due to its low coupling capacitance as a high-pass filter, but for the critical range of high frequencies it is still far too high-impedance compared to the characteristic impedance.
- 12 - R. 21633- 12 - R.21633
stand der Leitung 6 biw« der Verbindungs-Leitung 65 - 66 das Kabelbaums 63 in Figur 3< Die Anpassung erfolgt mit dem Widerstand 74, dent döf Kondensator 75 in Reihe geschaltet ist, um einerseits den geforderten Eingangswiderstand von 5 Kiloohm für dia niedrige Eetriebsfrequenz der Signalspannung zu erhalten, andererseits aber auch, um den Widerstand 74 mit kleinen Flächen im Layout herzustellen, wenn das Gerat einen Fehlanschluß der Signalleitung etwa an die Betriebsspannung unbeschadet überstehen soll. Die Kapazität des Kondensators 75 ist so groß zu wählen, daß die Leitung für Eigen-Frequenzen mit relativ hohen Amplitudenmaxima hinreichend ge-/■-. dämpft ist. Beispielsweise ist für den Kabelbaum 63 mit kritischen Eigenfrequenzen oberhalb 50 MHz der Widerstand 74 ca. 80 Ohm und da^ mit der Kondensator 75 ca. 40 pF groß.The adjustment is made using the resistor 74, which is connected in series with the capacitor 75, in order to obtain the required input resistance of 5 kilohms for the low operating frequency of the signal voltage, but also to produce the resistor 74 with small areas in the layout if the device is to survive an incorrect connection of the signal line to the operating voltage without damage. The capacitance of the capacitor 75 should be selected to be large enough that the line is sufficiently dampened for natural frequencies with relatively high amplitude maxima. For example, for the cable harness 63 with critical natural frequencies above 50 MHz, the resistor 74 is approx. 80 ohms and thus the capacitor 75 is approx. 40 pF.
In Figur 10 ist die Schaltung einer vollständigen Anordnung nach der Lehre der Erfindung wiedergegeben, die auch das Übersprechen ■wischen einzelnen Komponenten berücksichtigt. Der Widerstand 71 ist aufgeteilt in die beiden Teilwiderstände 713 und 714, die in getrennten Widerstandswannen 761, 762 untergebracht sind; der "noch heiße" Widerstand 713 liegt mit dem parallel zum Eingang liegenden Widerstand 73 in eine Wanne 761, der Widerstand 714 davon getrennt in einer Wanne 762.Figure 10 shows the circuit of a complete arrangement according to the teaching of the invention, which also takes into account the crosstalk between individual components. The resistor 71 is divided into the two partial resistors 713 and 714, which are housed in separate resistor wells 761, 762; the "still hot" resistor 713 is located with the resistor 73, which is parallel to the input, in a well 761, and the resistor 714 is located separately in a well 762.
(~) Die Widerstände dea Filters sind erfindungsgemäß beispielsweise ausgeführt mit der p-dotierten Basisdiffusion 005 des Prozesses; sie liegen in sperrschichtisolierten Wannen der Epitaxie 100, bilden somit gegen diese einen pn-übergang. Die Erfindung sieht nun weiter vor, diese pn-übergänge so hoch in Verrichtung vorzuspannen, daß sie durch die auftretenden Störspanntsngen nicht in Flußrichtung gepolt werden. Es ist vorgesehen, als Vorspänriungsqüelle die Betriebsgleichspannung des Geräts beziehungsweise der integrierten Schaltung (~) The resistors of the filter are designed according to the invention, for example, with the p-doped base diffusion 005 of the process; they are located in junction-insulated wells of the epitaxy 100, thus forming a pn junction with respect to it. The invention now further provides for these pn junctions to be biased so high in operation that they are not polarized in the forward direction by the interference voltages that occur. It is provided that the operating DC voltage of the device or the integrated circuit is used as the bias voltage source.
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- 13 - R. 21633- 13 - R.21633
aelbst zu verwenden. Sind diese zu niedrig, so ist eine Spannungsvervielfacher-Schaltung - falls erforderlich, mit einigermaßen •igenstabilef Ausgangsspannung beziehungsweise mit nachgeschaltetem Bpannungsstabllisator - anzuwenden. Ferner ist es vorteilhaft, in die Verbindungsleitung von der Vorspannungequelle zu dem zu sperrenden pn-übergang eine Diode in Flußrichtung zu schalten. Übersteigt die HF-Amplitude die Vorspannung, so fließt nur Richtstrom, um die jrisimS Kap«! tat €>er wanr>« auf das höhere Niveau aufzuladen, ihr Verluste erzeugender Reststrom ist bekanntlich sehr klein. Es kann deshalb auch schon ausreichen, die Vorspannung des zu sperrenden pn-Übergangs bei einer floatenden Hanne durch die hochfrequente Itörspannung selbst zu erzeugen, wobei ein parasitärer pn-übergang • als Diode wirksam ist, also nicht unbedingt eine eigene Diode erforderlich ist.If these are too low, a voltage multiplier circuit should be used - if necessary with a reasonably inherently stable output voltage or with a voltage stabilizer connected downstream. It is also advantageous to connect a diode in the forward direction in the connecting line from the bias voltage source to the pn junction to be blocked. If the RF amplitude exceeds the bias voltage, only directional current flows to charge the capacitors in the capacitor to the higher level; their residual current, which generates losses, is known to be very small. It can therefore be sufficient to generate the bias voltage of the pn junction to be blocked with a floating capacitor using the high-frequency interference voltage itself, whereby a parasitic pn junction acts as a diode, so a separate diode is not necessarily required.
Die eingangsseitigen Komponenten des Filters, die ja an der höchsten Störspannung liegen, koppeln diese kapazitiv in ihre Hannen ein; deshalb ist vorgesehen, ein Übersprechen über die Vorspannungsquelle auf andere Schaltungsteile durch mindestens einen Hiderstand im Leitungszug zu verhindern.The input-side components of the filter, which are exposed to the highest interference voltage, couple this into their ports capacitively; therefore, crosstalk via the bias voltage source to other circuit components is prevented by at least one resistor in the line.
Entsprechenü ist das Filter der Figur 10 aufgebaut. Der Hiderstand 78 liegt einerseits an der Betriebsspannungsquelle 68/1, deren Spannung für den vorgesehenen Zweck hinreichend groß ist, andererseits an der Didoe 79, von der aus die mit Widerstands- und Kapalitätsbelag ausgestatteten Leitungen 764 und 765 zu den Hannen 761 und 762 führen; die Leitungen 764, 765 und 766 sind dargestellt mittels buried-layer-Diffusions-Zonen 001, die unterhalb Zonen mit dsr unteres. Isolierungs-Biffusioa 002 liegen, wobei die Zonen 002 über obere Isolierungs-Diffusions-Zonen 003 an die nasseleitung 64/1 angeschlossen sind. Die Hanne 762 ist mit einem zusätzlichen Konden-The filter in Figure 10 is constructed accordingly. The resistor 78 is connected on the one hand to the operating voltage source 68/1, the voltage of which is sufficiently high for the intended purpose, and on the other hand to the diode 79, from which the lines 764 and 765 equipped with resistance and capacitance coating lead to the filters 761 and 762; the lines 764, 765 and 766 are shown by means of buried-layer diffusion zones 001, which lie below zones with the lower insulation diffusion zone 002, whereby the zones 002 are connected to the wet line 64/1 via upper insulation diffusion zones 003. The filter 762 is provided with an additional capacitor.
- 14 - R. 21633- 14 - R.21633
sator 767 an Masse gelegt, ebenso die Hanne 763 mit dem Kondensator 768; beide Kondensatoren lassen sich ohne zusätzlichen Aufwand an Chipfläche im Layout unterbringen. Zur besseren Entkopplung ist die Wanne 763, in der die empfindlichsten Widerstände, nämlich 41 und 42, untergebracht sind, über die Leitung 766 nicht direkt an die Diode 79, sondern an die Hanne 762 angeschlossen.capacitor 767 is connected to ground, as is the Hanne 763 with the capacitor 768; both capacitors can be accommodated in the layout without additional expenditure on chip area. For better decoupling, the trough 763, in which the most sensitive resistors, namely 41 and 42, are housed, is not connected directly to the diode 79 via the line 766, but to the Hanne 762.
Wirksam unterstützt wird die Siebschaltung 7 durch den verlustbehafteten Kondensator 80, den Reihenwiderstand 81 parallel zur Kollektor-Emitter-Streeke des Leistungstransistors 44 und den Kon- r\ densator 82 zwischen dem positiven Pol 66 und dem negativen Pol 64/1 der Betriebsspannung, dessen Verlustwiderstand wirksam von den Stromverbrauchern der Gesamtschaltung gebildet ist.The filter circuit 7 is effectively supported by the lossy capacitor 80, the series resistor 81 parallel to the collector-emitter line of the power transistor 44 and the capacitor 82 between the positive pole 66 and the negative pole 64/1 of the operating voltage, the loss resistance of which is effectively formed by the power consumers of the overall circuit.
figur 11 zeigt öas zu der Schaltung nach Figur 10 gehörende Layout; der Kondensator 80 mit Verlustwiderstand 81 ist in Figur 12, der Kondensator 82 in Figur 13 wiedergegeben. Die Komponenten tragen wieder die bereits bekannten Bezeichnungen.Figure 11 shows the layout of the circuit according to Figure 10; the capacitor 80 with loss resistor 81 is shown in Figure 12, the capacitor 82 in Figure 13. The components again have the already known designations.
Der zusätzliche Flächenaufwand für dieses Filter liegt etwa bei 0,4 mm , da der Präzisions-Spannungsteiler mit den Hiderständen 71, 41 und 42 sowie die Anschlußflecken 66 und 64/1 auch ohne das Filter erforderlich gewesen wären.The additional area required for this filter is approximately 0.4 mm, since the precision voltage divider with resistors 71, 41 and 42 as well as the connection pads 66 and 64/1 would have been required even without the filter.
Das Ergebnis ist in den Figuren 14a, b wiedergegeben; in Figur 14a ist noch ein Verstoß gegen die Lehre der Erfindung, nämlich der Forderung nach Richtstromfreiheit als Fehler enthalten, während Figur 14b das Ergebnis nach der Berichtigung des Fehlers aufweist^ TAn die- Kennlinien vollständig einzuebnen, wäre ein etwas größerer Aufwand erforderlich gewesen. Die Lösung stellt: somit einen tragbaren Kompromiß für die gestellte Aufgabe dar.The result is shown in Figures 14a, b; Figure 14a contains an error that violates the teaching of the invention, namely the requirement for freedom from rectified current, while Figure 14b shows the result after correcting the error. To completely level the characteristic curves would have required a somewhat greater effort. The solution therefore represents an acceptable compromise for the task at hand.
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_ 15 _ E. 21633_ 15 _ E. 21633
Mit den vorgeschlagenen Lösungen lassen sich Siebschaltungen darstellen, die monolithisch integriert die geforderte elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) sicherstellen. Die EMV-Siebschaltungen wurden ihrer Aufgabe entsprechend als einfache Tiefpässe ausgeführt, obwohl sie selbstverständlich durch Vorschalten eines Kondensators - für den Fall, daß nur Wechselspannungssignale übertragen werden sollen - auch zu einem "Bandpaß" bzw. durch weitere Glieder zu einer Siebschaltung höherer Ordnung erweiterbar sind.The proposed solutions make it possible to create filter circuits that ensure the required electromagnetic compatibility (EMC) when monolithically integrated. The EMC filter circuits were designed as simple low-pass filters in accordance with their task, although they can of course be expanded to a "band-pass" filter by connecting a capacitor in series - in the event that only alternating voltage signals are to be transmitted - or to a higher-order filter circuit by adding additional elements.
Wie bereits ausgeführt, ist für die Funktion dieses in monolithisch integrierter Technik ausgeführten Filters entscheidend, daß die Komponenten des Filters - im Beispiel bevorzugt 71 (72), 73, 74 und 75 - keine Richtspannungen beziehungsweise Richtströme liefern, welche sich der Signalspannung beziehungsweise de>n Signalstrom überlagern und diese verfälschen.As already explained, it is crucial for the function of this filter, which is implemented using monolithic integrated technology, that the components of the filter - in the example preferably 71 (72), 73, 74 and 75 - do not deliver any directional voltages or directional currents that would superimpose themselves on the signal voltage or the signal current and distort them.
Eine andere vorteilhafte Lösung, Sichtspannungen beziehungsweise Richtströme zu vermeiden, ist mit einer erweiterten Technologie dadurch zu erreichen, daß mindestens eine der Komponenten des Filters auf dem der Passivierung der im Silizium-Einkristall untergebrachten elektronischen Schaltung 4 dienenden Deckoxid 007 oder bei einer Mehrlagen-Metallisierung auch auf der dielektrischen Zwischenschicht 0073 aufgebracht ist, die üblicherweise aus Silizium-Dioxid, Silizium-Nitrid oder auch anderen anorganischen beziehungsweise organischen Dielektrika wie Tantal-Pentoxid oder Polyamidlack besteht. Widerstände des Filters lasson sich dann mittels mehr oder weniger stark dotiertem Polysilizium beziehungsweise auch Metallegierungen, wie Chrom-llickal oder dergleichen, darstellen durch Abscheiden auf dem Dielektrikum. Auch Kondensatoren lassen sich dann mit sperrschichtfreiem Dielektrikum besonders vorteilhaftAnother advantageous solution for avoiding visible voltages or directional currents can be achieved with an extended technology in that at least one of the components of the filter is applied to the cover oxide 007 used to passivate the electronic circuit 4 housed in the silicon single crystal or, in the case of multi-layer metallization, also to the dielectric intermediate layer 0073, which usually consists of silicon dioxide, silicon nitride or other inorganic or organic dielectrics such as tantalum pentoxide or polyamide lacquer. The resistance of the filter can then be formed using more or less heavily doped polysilicon or metal alloys such as chromium-based enamel or the like by depositing them on the dielectric. Capacitors can then also be particularly advantageously applied with a barrier layer-free dielectric.
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_ 16 - R. 21633_ 16 - R.21633
darstellen, wobei die Gegenelektrode durch eine hochdotierte Zone im Silizium gebildet sein kann; bei einem Prozeß mit einer Metallisierung in zwei Ebenen sind Kondensatoren mit beiden Metallebenen als Elektroden und der isolierenden Zwischenschicht 0073 als Dielektrikum auszuführen; um kleine Flächen zu bekommen, sind hohe spezifische Flachenkapazitaten erwünscht, also extrem dünne dielektrische Schichten; diese sind gegen Durchschläge, also vor Überspannungen, mittels einer Zenerdioden-Anordnung unipolar oder bipolar zu schützen. Widerstand und Kondensator lassen sich auch zu •iner Leitung zusammenfassen. Der hochohmige Hiderstandsbelag bildet C dabei gleich die eine Elektrode des Kondensators. Die folgendan Figuren 15 und 16 zeigen ein entsprechendes Beispiel.where the counter electrode can be formed by a highly doped zone in the silicon; in a process with metallization in two levels, capacitors are to be designed with both metal levels as electrodes and the insulating intermediate layer 0073 as the dielectric; in order to achieve small areas, high specific surface capacitances are desired, i.e. extremely thin dielectric layers; these are to be protected against breakdowns, i.e. against overvoltages, by means of a unipolar or bipolar Zener diode arrangement. Resistor and capacitor can also be combined to form a line. The high-resistance resistance layer C forms one electrode of the capacitor. The following figures 15 and 16 show a corresponding example.
Verwendet wird auch hier wieder eine übliche monolithisch integrierte Schaltung in Bipolartechnik mit schwach p-dotiertem Substrat als Ausgangsmaterial; selbstverständlich läßt sich die Lehre der Erfindung auch auf integrierte Schaltkreise mit komplexeren Strukturen, komplementären Strukturen oder Strukturen in Unipolartechnik (P-MOS, H-MOS, C-MOS) übertragen.Here, too, a conventional monolithic integrated circuit in bipolar technology with a weakly p-doped substrate is used as the starting material; of course, the teaching of the invention can also be applied to integrated circuits with more complex structures, complementary structures or structures in unipolar technology (P-MOS, H-MOS, C-MOS).
Substrat und Diffusionszonen sind wieder mit 000 bis 006, Metall und Schutzschicht mit 007 bis 009, die Epitaxie mit 100 und die Kontaktfenster mit 070/ sowie das neueingeführte vorzugsweise dotierte (. Polysilizium mit 111 bezeichnet« Auf die Darstellung der üblicherweise über dem Ganzen liegenden Schutzschicht 009 wurde verzichtet, ebenso auf die Anwandung von Mehrlagen-Metallisierungen.Substrate and diffusion zones are again designated 000 to 006, metal and protective layer 007 to 009, the epitaxy 100 and the contact windows 070/ and the newly introduced preferably doped polysilicon 111. The representation of the protective layer 009 that usually lies over the whole has been omitted, as has the use of multi-layer metallization.
Figur 15 zeigt den dargestellten Teil einer Schaltung mit einer "Leitung" als Siebschaltung, Figur 16 den dazugehörigen Schnitt durch die monolithisch integrierte Schaltung.Figure 15 shows the illustrated part of a circuit with a "line" as a filter circuit, Figure 16 the corresponding section through the monolithic integrated circuit.
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Der Widerstand 715 des Tiefpasses entspricht einem mehr oder weniger großen Teil des Widertands 71 von Figur 9; der Kondensator 72 und der restliche Teil das Widerstands 71 ist durch die "Leitung" 716 mit Widerstands- und Kapazitätsbelag ersetzt; die bipolare Z-Diode 717 schützt die Leitung vor Überspannungen, die auf Jen Eingang des Filters gelangen können, oder anderb ausgedrückt, sie erlaubt extrem dünnes Oxid für den Kapazitätsbelag der Leitung 716, deren Ende mit der Basis des zur elektronischen Schaltung gehörenden Transistors 43 und ös«n nicht dargestellten Widerstand 42 verbunden ist.The resistance 715 of the low-pass filter corresponds to a more or less large part of the resistance 71 of Figure 9; the capacitor 72 and the remaining part of the resistance 71 is replaced by the "line" 716 with resistance and capacitance coating; the bipolar Zener diode 717 protects the line from overvoltages that can reach the input of the filter, or in other words, it allows extremely thin oxide for the capacitance coating of the line 716, the end of which is connected to the base of the transistor 43 belonging to the electronic circuit and to an open resistor 42 (not shown).
&Ggr;\ Zm Schnitt von Figur 16 sind die einzelnen Teile beziehungsweise Zonen wie oben angegeben benannt; dazu ergänzend ist mit dem buried layer 017 die negativen Elektrode der Z-Diode 717 gebildet, während 018 zum Kollektor des Transistors 43 gehört; die Bereiche 101 sind die dem Filter, die Bereiche 102 die dem Transistor 43 zugeordneten Abschnitte d">r Ep:taxie 100; mit den Isolierungsdiffusions-Zonen 002, 003 sind die Moden 025 und 026 der bipolaren Z-Dide 717 gebildet, wobei die Anode 026 gleichzeitig auch als Masseelektrodo des Filters, insbesondere des Kapzitätsbelags der Leitung 716 dient, 027 ist die Isolierung der restlichen Schaltung; 043 ist die in "iesem Beispiel nur in der Teilschaltung 4 vorkommende Kollektoranttshlußdiffusionszone des Transistors S3, ebenso 053 seine Basis und 068 sein Emitter; 0071 ist das dicke Feldoxid, auf dem der metallene An- &Ggr;\ In the section of Figure 16, the individual parts or zones are named as indicated above; in addition, the buried layer 017 forms the negative electrode of the Zener diode 717, while 018 belongs to the collector of the transistor 43; the areas 101 are the sections of the Ep:taxy 100 associated with the filter, the areas 102 are the sections of the Ep : taxy 100 associated with the transistor 43; the modes 025 and 026 of the bipolar Zener diode 717 are formed with the insulation diffusion zones 002, 003, whereby the anode 026 also serves as the ground electrode of the filter, in particular the capacitance coating of the line 716, 027 is the insulation of the rest of the circuit; 043 is the collector terminal diffusion zone of the transistor S3, which in this example only occurs in the subcircuit 4, as is 053 its base and 068 its emitter; 0071 is the thick field oxide on which the metal anode is located.
( ) schlußfleck 66 des Filters und der mit Polysilizium 1111 gebildete Teilwiderstand 715 angeordnet sind, während sich der Widerstandsbelag 1112 der Leitung 716 auf dem dünnen Oxid 0072 wie etwa dem Emitteroxid eines Bipolarprozesses oder dem Gateoxid eines MOS-Prozesses befindet; die metallische Verbindung der Teile 715 mit 716 ist mit 082, die von 716 mit der Basis von Transistor 43 mit 083 bezeichnet; die zugehörenden Kontaktfenster sind 073 und 074. Der Widerstandsbelag 1112 der Leitung 716 ist mäanderförmig auf einer( ) termination pad 66 of the filter and the partial resistor 715 formed with polysilicon 1111 are arranged, while the resistance coating 1112 of the line 716 is located on the thin oxide 0072 such as the emitter oxide of a bipolar process or the gate oxide of a MOS process; the metallic connection of the parts 715 with 716 is designated 082, that of 716 with the base of transistor 43 is designated 083; the associated contact windows are 073 and 074. The resistance coating 1112 of the line 716 is meander-shaped on a
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p er mittels einer bipolaren Z-Diode zu schützen.p it must be protected by a bipolar Z-diode.
; Sind größere Dämpfungen gefordert, so sind die Filter vorteilhaft; If greater attenuation is required, the filters are advantageous
\ nenten hervorgerufe Übersprechen zu achten. Gehören Poly?.' I.izium und \ nents caused by crosstalk. Poly?.' I.icium and
I tangiert werden, wenn die HF-Amplituden bereits hinreichend gedämpft I affected if the RF amplitudes are already sufficiently attenuated
I sind.I are.
Claims (1)
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