EP0081494A1 - Monolithisch integrierte schaltungsanordnung - Google Patents

Monolithisch integrierte schaltungsanordnung

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Publication number
EP0081494A1
EP0081494A1 EP19820900626 EP82900626A EP0081494A1 EP 0081494 A1 EP0081494 A1 EP 0081494A1 EP 19820900626 EP19820900626 EP 19820900626 EP 82900626 A EP82900626 A EP 82900626A EP 0081494 A1 EP0081494 A1 EP 0081494A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
zone
transistor
collector
conductivity type
diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19820900626
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lothar Gademann
Hartmut Michel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0081494A1 publication Critical patent/EP0081494A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/07—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common
    • H01L27/0744—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common without components of the field effect type
    • H01L27/075—Bipolar transistors in combination with diodes, or capacitors, or resistors, e.g. lateral bipolar transistor, and vertical bipolar transistor and resistor
    • H01L27/0755—Vertical bipolar transistor in combination with diodes, or capacitors, or resistors
    • H01L27/0761—Vertical bipolar transistor in combination with diodes only

Definitions

  • the invention is based on a monolithically integrated circuit arrangement according to the preamble of the main claim.
  • Monolithically integrated circuit arrangements of this type are already known, in which the diode is introduced into a special insulation trough and its one electrode is connected to the collector of the transistor via a metallization. These arrangements have the disadvantage that the complex IC technology with the many steps is necessary and that only circuit arrangements with the blocking voltages customary in IC technology can be implemented.
  • the monolithically integrated circuit arrangement according to the invention with the characteristic lierknalen of the main claim has the advantage that the separation diffusion customary in IC technology is eliminated and a higher level of integration is achieved with a simple planar method becomes.
  • reverse voltages of up to a few 100 volts, preferably 600 to 700 volts can be achieved by this technique, which cannot be achieved in conventional IC technology.
  • FIG. 1 The circuit diagram of the monolithically integrated circuit arrangement according to the invention shown in FIG. 1 shows an npn transistor 10 and a diode 11 which is connected with its cathode to the collector of the transistor 10.
  • a semiconductor die 12 consists of an n + -type substrate; 13 and an n-conducting epitaxial bar 14.
  • the free surface of the epitaxial bar 14 is covered with a passivation bar 15 made of silicon dioxide, into which windows for the attachment of contacts are introduced at various points.
  • the collector of the transistor 10 is formed by the n-type epitaxial layer 14.
  • the base zone of transistor 10 is formed by a first p-type zone 16 diffused into collector zone 14, while the emitter zone of transistor 10 is formed by a base zone 16 diffused n + -conducting zone 17 is formed.
  • the cathode of the diode 11 is formed by the n-type collector zone 14 of the transistor 10, while the anode of the diode 11 is formed by a second p-type zone 18 diffused into the collector zone 14.
  • a third p-type zone 19, which forms a guard ring, is diffused into the collector zone 14 around the p-type zone 18.
  • the guard ring 19 is connected to the collector zone 14 of the transistor 10 via a metallization 20.
  • the guard ring 19 prevents backlash of the diode 11 on the base 16 of the transistor 10.
  • the p-type zones 16, 18 and 19 are diffused together into the epitaxial layer 14.
  • the particular advantage of the monolithically integrated circuit arrangement according to the invention is that chip area is saved and that, in contrast to IC technology, higher blocking voltages can be achieved.
  • the advantage of this monolithic arrangement in comparison with a circuit arrangement with discrete elements is the simplified honing technique.
  • the diode 11 monolithically integrated in the manner described can also be combined with the known Darlington circuits. The inverse structure is also possible.
  • the metallization 20 is also ring-shaped and is contacted with the guard ring 19 via a ring-shaped contact window.
  • the connection to the collector opening 14 is brought about by an extension or widening 20a of the metallization 20, by contacting this extension or widening with the collector zone 14 via a contact window 21 provided in the passivation layer 15.
  • Further metallizations are designated with 22, 23 and 24.
  • the metallization 22 is the emitter metallization
  • the metallization 25 is the base metallization of the transistor 10
  • the metallization 24 is the metallization of the anode of the diode 11.

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Description

Monolithisch integrierte Schaltungsanordnung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer monolithisch integrierten Schaltungsanordnung nach der Gattung des Eauptanspruchs. Es sind bereits monolithisch integrierte Schaltungsanordnungen dieser Art bekannt, bei denen die Diode in eine besondere Isoiationswanne eingebracht und ihre eine Elektrode mit den Kollektor des Transistors über eine Metallisierung verbunden ist. Diese Anordnungen haben den lϊachteil, daß die aufwendige IC-Technik mit den vielen Terfahrensschritten notwendig ist und nur Schaltungsanordnungen mit den bei der IC-Technik üblichen Sperrspannungen realisierbar sind. Vorteile der Erfindung:
Die erfindungsgemäße monolithisch integrierte Schaltungsancrdnung mit den kennzeichnenden lierknalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die in der IC- Technik übliche Trenndiffusion entfällt und mit einem einfachen Planarverfahren eine höhere Integration erreicht wird. Außerdem können durch diese Technik Sperrspannungen bis zu einigen 100 Volt, vorzugsweise 600 bis 700 Volt, erreicht werden, die in der üblichen IC-Technik nicht erzielt werden können.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen monolithisch integrierten Schaltungsanordnung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Eig. 1 das elektrische Schaltbild der erfindungsgemäßen monolithisch integrierten Schaltungsanordnung, Eig. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße monolithisch integrierte Schaltungsanordnung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das in Fig. 1 dargestellte Schaltbild der erfindungsgemäßen monolithisch integrierten Schaltungsanordnung zeigt einen npn-Transistor 10 und eine Diode 11, die mit ihrer Kathode an den Sollektor des Transistors 10 angeschlossen ist.
Fig. 2 zeigt die Realisierung dieser Schaltungsanordnung in monolithisch integrierter Technik. Ein Halbleiterplättchen 12 besteht aus einem n+-Ieitenden Substraτ; 13 und einer n-- leitenden Epitaxialschient 14. Die Epitaxialscnicht 14 ist an ihrer freien Oberfläche mit einer Passivierungsschient 15 aus Siliziumdioxid bedeckt, in die an verschiedenen Stellen Fenster für die Anbringung von Kontakten eingebracht sind. Die Kollektcrsone des Transistors 10 ist durch die n--leitende Epitaiciaischicht 14 gebildet. Die Basiszone des Transistors 10 ist durch eine in die Kollektorzone 14 eindiffundierte erste p-leitende Zone 16 gebildet, während die Emitterzone des Transistors 10 durch eine in die Basiszone 16 eindiffundierte n+-leitende Zone 17 gebildet ist. Die Kathode der Diode 11 wird durch die n--leitende Kollektorzone 14 des Transistors 10 gebildet, während die Anode der Diode 11 durch eine zweite, in die Kollektorzone 14 eindiffundierte p-leitende Zone 18 gebildet wird. Um die p-leitende Zone 18 herum ist in die Kollektorzone 14 eine dritte p-leitende Zone 19 eindiffundiert, die einen Guardring bildet. Der Guardring 19 ist über eine Metallisierung 20 mit der Kollektorzone 14 des Transistors 10 verbunden. Der Guardring 19 verhindert eine Hückwirkung der Diode 11 auf die Basis 16 des Transistors 10. Die p-leitenden Zonen 16, 18 und 19 werden gemeinsam in die Epitaxialschicht 14 eindiffundiert.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen monolithisch integrierten Schaltungsanordnung besteht darin, daß Chipflächegespart wird und daß im Gegensatz zur IC-Technik höhere Sperr spannungen realisiert werden können. Der Vorteil dieser monolithischen Anordnung im Vergleich mit einer Schaltungsanordnung mit diskreten Elementen ist die vereinfachte Hontagetechnik. Die in der beschriebenen Weise monolithisch integrierte Diode 11 kann auch mit den bekannten Darlington Schaltungen kombiniert werden. Es ist auch die inverse Struktur möglich.
Im Bereich des Guardrings 19 ist die Metallisierung 20 ebenfalls ringförmig ausgebildet und über ein ringförmig ausgebildetes Eontaktfenster mit dem Guardring 19 kontaktiert. Die Verbindung mit der Kollektcrzcne 14 wird durch einen Ausläufer oder eine Verbreiterung 20a der Metallisierung 20 bewirkt, indem dieser Ausläufer oder diese Verbreiterung über ein in der Passivierungsschicht 15 angebrachtes Kontaktfenster 21 mit der Kollektorzone 14 kontaktiert ist. Weitere Metallisierungen sind mit 22, 23 und 24 bezeichnet. Die Metallisierung 22 ist dabei die Emittermetallisierung, die Metallisierung 25 ist die Basismetallisierung des Transistors 10, während die Metallisierung 24 die Metallisierung der Anode der Diode 11 ist.

Claims

Ansprüche
1. In einem Halbleiterplättchen untergebrachte monolithisch integrierte Schaltungsanordnung mit einem Transistor und mit einer Diode, die in die Kollektcrleitung des Transistors in Flußrichtung geschaltet ist, wobei die Kollektorsone des Transistors. (10) durch eine Schicht (14) eines ersten Leitfähigkeitstyps in dem Halbleiterplättchen (12), die Basiszone des Transistors (10) durch eine in die Kollektorzone (14) eindiffundierte erste Zone (16) eines zweiten, zur Kollektorsone (14) entgegengesetzter. Leitfähigkeitstyps und die Emitterzone des Transistors (10) durch eine in die Basiszone (16) eindiffundierte Zone (17) vom ersten Leitfähigkeitstyp gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Kollektor des Transistors (10) angeschlossene Elektrode der Diode (11) durch die Kollektcrzone (14) des Transistors (10) und die andere Elektrode der Diode (11) durch eine zweite, in die Kollektorzone (14) eindiffun dierre Zone (18) von zweiten Leitfähigkeitstyp gebildet
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Trennung des Transistors (10) von der Diode (11) in die Kollektorzone (14) sine drirte Zone (19) vom zweiten Leitfähigkeitstyp eindiffundiert ist, die durch den Zwischenraum zwischen der ersten (16) und der zweiten (18) Zone vom zweiten Leitfähigkeitstyp hindurch verläuft und über eine Ketallisierung (20) mit der Kollektorzone (14) des Transistors (10) verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Zone (19) des zweiten Leit fähigkeitstyps die zweite Zone (18) des zweiten Leit fähigkeitstyps ringförmig umschließt.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche bis 3,. dadurch gekennzeichnet, daß die erste (16), die zweite (18) und gegebenenfalls die dritte (19) Zone des zweiten Leitfähigkeitstyps dieselbe Diffusionstiefe, dasselbe Diffusicnsprofil und dieselbe Oberflächenkonsenration
EP19820900626 1981-06-09 1982-02-26 Monolithisch integrierte schaltungsanordnung Withdrawn EP0081494A1 (de)

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DE19813122855 DE3122855A1 (de) 1981-06-09 1981-06-09 "monolithisch integrierte schaltungsanordnung"

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4761644B2 (ja) * 2001-04-18 2011-08-31 三菱電機株式会社 半導体装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Non-Patent Citations (1)

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Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19830818

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: GADEMANN, LOTHAR

Inventor name: MICHEL, HARTMUT