HU222930B1 - Monolitikusan integrált planár félvezető elrendezés hőmérséklet-kompenzálással - Google Patents
Monolitikusan integrált planár félvezető elrendezés hőmérséklet-kompenzálással Download PDFInfo
- Publication number
- HU222930B1 HU222930B1 HU9802885A HUP9802885A HU222930B1 HU 222930 B1 HU222930 B1 HU 222930B1 HU 9802885 A HU9802885 A HU 9802885A HU P9802885 A HUP9802885 A HU P9802885A HU 222930 B1 HU222930 B1 HU 222930B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- zone
- semiconductor
- integrated
- voltage
- voltage divider
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 16
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- 241000270666 Testudines Species 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/0843—Source or drain regions of field-effect devices
- H01L29/0847—Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/0852—Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate of DMOS transistors
-
- 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
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0207—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
- H01L27/0211—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique adapted for requirements of temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/402—Field plates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
- H01L29/7813—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with trench gate electrode, e.g. UMOS transistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Thyristors (AREA)
Abstract
A találmány tárgya monolitikusan integrált planár félvezetőelrendezés. A félvezető elrendezésben, illetőleg félvezető elemben egyfélvezető egykristályba ?-diffúziós zóna (3) van bevive és azzal pn-átmenetet képez. A kialakuló tértöltési zóna környezetében van egyfedőelektród (6) és egy erősen adalékolt n+-diffúziós zóna (4). Afedőelektród (6) egy feszültségosztóval (Z1, R1, Z2, R2, TR) vanösszekötve, és ezáltal a fedőelektród (6) potenciálja a hőmérsékletrekompenzáltan van beállítva. ŕ
Description
A találmány tárgya monolitikusán integrált planár félvezető elrendezés hőmérséklet-kompenzálással, amely tartalmaz legalább egy pn-átmenetet, amelyet egy első vezetési típusú félvezető egykristály és a félvezető egykristályba bevitt, második, ellenkező vezetési típusú zóna képez; egy passziválóréteg felett elhelyezett fedőelektródot, amely a pn-átmenet záró üzemmódban fellépő tértöltési zónáját fedi; és egy feszültségosztót, amely a pn-átmenettel párhuzamosan van kapcsolva, és amelynek a megcsapolása a fedőelektróddal van összekötve, továbbá a feszültségosztó integrálva van a félvezető elrendezésbe, és pozitív hőmérsékleti együtthatójú elemeket tartalmaz.
Az EP 00 99 897 számú szabadalmi iratból már ismert egy félvezető elrendezés, amelyben gyengén adalékolt, első vezetési típusú félvezető egykristályba egy második vezetési típusú zónát visznek be, és ez a félvezető egykristállyal pn-átmenetet képez. A bevitt zóna és a félvezető egykristály közötti átütési feszültség befolyásolása végett a felületen egy fedőelektród van elhelyezve, amelyet vékony oxidréteg választ el a félvezető egykristálytól. Ennek a fedőelektródnak a potenciálját egy feszültségosztóval beállítva állítják be a pn-átmenet átütési feszültségét.
Az EP 0 179 099 számú szabadalmi iratból ugyancsak egy ilyen félvezető elrendezés ismert, amelyben a feszültségosztót integrált ellenállások képezik, amelyek különböző mértékben vannak adalékolva. Ez bizonyos mértékig kompenzálja az átütési feszültség hőmérsékletfuggését. A különbözően adalékolt részellenállások az előállítási folyamatban járulékos lépéseket tesznek szükségessé. Az ilyen ellenállások továbbá viszonylag sok csipfelületet igényelnek.
Találmányunk célja olyan félvezető elrendezés, amelyben az átütési feszültség hőmérsékletfüggésének jobb a kompenzálása anélkül, hogy a feszültségosztó előállításához járulékos lépésekre lenne szükség, és amelyben az integrált feszültségosztó csipfelületigénye kicsi.
Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a feszültségosztó továbbá legalább egy negatív hőmérsékleti együtthatójú elemet is tartalmaz.
A pozitív hőmérsékleti együtthatójú elemeket különösen egyszerű módon ellenállások, Zener-diódák, illetőleg a két elem kombinációi képezik. Negatív hőmérsékleti együtthatójú elemekként egyszerű módon tranzisztor alkalmazható. Ebben a tranzisztorban az emitter-bázis feszültségnek negatív hőmérsékletmenete van. Ez a tranzisztor előnyös módon integrálva van a félvezető egykristályba. Az integrálás különösen helytakarékos akkor, ha a bevitt zónát a segédtranzisztor kollektoraként is használjuk. Különösen pontosan definiált átütési feszültség eléréséhez előnyös a tértöltési zóna körül erősen adalékolt zónát alkalmazni, amelynek a vezetése a félvezető egykristályéval azonos típusú.
Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az
1. ábra egy hagyományos félvezető elrendezés keresztmetszete, a
2. ábra egy találmány szerinti félvezető elrendezés keresztmetszete, a feszültségosztó jelképes ábrázolásával, a
3. ábra a 2. ábra szerinti félvezető elrendezés a tranzisztorba bevitt diffúziós zónákkal, a
4., 5. és 6. ábra a találmány egy kiviteli alakjának felülnézete.
Az 1. ábrán az EP 00 99 897 számú szabadalmi irat szerinti félvezető elrendezés látható. Ez a félvezető elrendezés tartalmaz egy félvezető egykristályt egy felső, gyengén n-adalékolt 1 n~-réteggel és egy alsó, erősen n-adalékolt 2 n+-réteggel. Az alsó réteg hátoldali 2a fémréteggel van kontaktálva. A félvezető egykristály felső oldalába az 1 n -rétegbe a továbbiakban 3 π-diffúziós zónának nevezett gyenge p-diffúzió és 4 ^-diffúziós zónának nevezettbe erős n-diffúzió van bevive. A félvezető egykristály felső oldalán 5 fedőoxid és ezen elhelyezve egy 6 fedőelektród van. A 6 fedőelektród és az 5 fedőoxid takarja az 1 n~-rétegnek azt a részét, amely a 3 π-diffúziós zóna és a 4 n+-diffúziós zóna között van. A 3 π-diffúziós zóna kontaktálására a 3a csatlakozófémezés szolgál. Ohmos érintkezés létrehozása végett a 3a csatlakozófémezés alatt még van egy erős p-adalékolás. Ezt itt az áttekinthetőség végett nem ábrázoltuk. A 3a csatlakozófémezés egy U üzemi feszültség negatív sarkával, a 2a fémréteg ennek pozitív sarkával van összekötve. A 6 fedőelektród az U üzemi feszültség pozitív és negatív sarka között elhelyezett RÍ, R2 ellenállásokból álló feszültségosztó megcsapold-, sával van összekötve. A 6 fedőelektród potenciálját ez az RÍ, R2 ellenállásokból álló feszültségosztó a pozitív és a negatív U üzemi feszültség értéke közé állítja be. A 4 n+-diffúziós zóna ugyancsak a hátoldal 2a fémrétegének potenciálján van.
Ennek az elrendezésnek a fúnkcióját az EP 00 99 897 számú szabadalmi irat részletesen leírja. Az ábrázolt elrendezés célja a 3 π-diffúziós zóna és a félvezető egykristály között átütési feszültség ellenőrzött beállítása. Átütési feszültségen azt a maximálisan lehetséges feszültséget értjük, amely a 3 π-diffúziós zóna és az n -adalékolt félvezető egykristály közé adható. A 3 π-diffúziós zóna és a 4 n+-diflfúziós zóna közvetlen közelsége miatt az átütés e között a két zóna között következik be. A 6 fedőelektródon lévő potenciállal az átütési feszültség befolyásolható. Elsősorban az RÍ és R2 ellenállások arányának helyes megválasztásával az átütési feszültség optimalizálható. A lehető legnagyobb átütési feszültség mellett kívánatos még, hogy az átütési feszültség abszolút értékét a lehető legpontosabban lehessen ellenőrizni. Az átütési feszültség értékének elsősorban függetlennek kell lennie a félvezető elem üzemi hőmérsékletétől.
A 2. ábrán látható a találmány szerinti félvezető építőelem első kiviteli alakja. Az azonosan működő elemeket az 1. ábrán használt hivatkozási jelekkel jelöltük. A technikának az 1. ábrán látható állásától eltérően a
2. ábra szerinti kiviteli alakban tökéletesített feszültségosztó van. A tápfeszültség negatív sarka, és ezzel a 3 πdiffúziós zóna 3a csatlakozó fémezése egy pnp TR segédtranzisztor kollektorával van összekötve. A TR segédtranzisztor emittere az R2 ellenállással van össze2
HU 222 930 Bl kötve. A TR segédtranzisztor emitter-bázis szakaszát egy RT1 ellenállás, a TR segédtranzisztor bázis-kollektor szakaszát az RT2 ellenállás áthidalja. Az R2 ellenállás egy Z2a Zener-dióda anódjával van összekötve. A Z2a Zener-dióda katódja a 6 fedőelektród számára szolgáló feszültségmegcsapolással és az RÍ ellenállás egy csatlakozójával van összekötve. Az RÍ ellenállás másik csatlakozója egy Zlc Zener-dióda anódjával van összekötve. A Zlc Zener-dióda katódja egy további, Zlb Zener-dióda anódjával van összekötve. A Zlb Zener-dióda katódja egy Zla Zener-dióda anódjával van összekötve. A Zla Zener-dióda katódja az erősen adalékolt 4 n+-diffúziós zónával, a hátoldali 2a fémréteggel és az üzemi feszültség pozitív sarkával van összekötve.
Az U üzemi feszültség a következő képlet szerint függ a feszültségosztó egyes építőelemein fellépő feszültségesésektől :
U=U1 {URl+UR2+UZ(n+m)+UCE}/{URl + mUZ}, ahol UR1 és UR2 - az RÍ, illetőleg R2 ellenálláson eső feszültség,
UZ - az egyes Zener-diódákon eső feszültség, m+n - a Zener-diódák száma, itt n=l és m=3,
U1 - az átütési feszültség, amit akkor kapunk az U üzemi feszültségre, ha az A anód és a D fedőelektród közötti feszültségesés nulla. A TR segédtranzisztor kollektor-emitter szakaszán eső UCE feszültség a következő képlet szerint függ a TR segédtranzisztor bázisemitter UBE feszültségétől:
UCE=UBE -(1+RT2/RT1).
A Z1 és Z2 Zener-diódák a lavinahatás elve alapján működnek, és ezért pozitív hőmérsékleti együtthatójuk van. Az RÍ, R2, RT1 és RT2 ellenállásnak is pozitív hőmérsékleti együtthatója van, vagyis ellenállásuk a hőmérséklet emelkedésével növekszik. Az U1 feszültségnek ugyancsak pozitív hőmérsékleti együtthatója van. A TR segédtranzisztoron bekövetkező feszültségesést a bázis-emitter szakaszon lévő UBE feszültség határozza meg. Ennek a feszültségnek negatív hőmérsékleti együtthatója van. Mivel a feszültségosztó így pozitív és negatív hőmérsékleti együtthatójú elemeket tartalmaz, ezért a hőmérsékletfüggés a feszültségosztó megcsapolásán kompenzálható. Az ellenállásértékeknek, a Zener-diódák és a TR segédtranzisztor feszültségének alkalmas megválasztásával elérhető, hogy a félvezető építőelem átütési feszültsége függetlenné váljon a hőmérséklettől. Ezenkívül minden alkalmazott építőelemet különösen helytakarékosan a szokásos módszerekkel integrálni lehet a félvezető egykristályba. így hozunk létre definiált átütési feszültségű félvezető elemet.
A 3. ábrán a 2. ábra szerinti félvezető építőelemet annyiban konkrétabban ábrázoltuk, hogy a 2. ábrán csak kapcsolási szimbólumként ábrázolt TR segédtranzisztort a 3. ábrán diffúziós zónánként, a megfelelő csatlakozó kontaktálásokkal ábrázoltuk. A TR segédtranzisztomál a 3 π-diffúziós zónába egy 7 gyengén n~-adalékolt zóna és egy 8 p+-adalékolt zóna van bevive. A 8 p+-adalékolt zóna képezi a TR segédtranzisztor emitterét, a 7 gyengén n~-adalékolt zóna a bázisát és a π-diffúziós zóna a kollektorát. A TR segédtranzisztor 9 emitterfémezése az RT1 és R2 ellenállás közé, 10 bázisfémezése az RT2 és RT1 ellenállás közé van csatlakoztatva.
Itt megjegyzendő, hogy a TR segédtranzisztor integrálása a 3 π-diffúziós zónába csak akkor lehetséges, ha az RT1, RT2 ellenállásokból álló feszültségosztó feszültsége rá van adva. Ha a π-fémezés és a félvezető egykristály 1 n~-rétege, 2 n+-rétege és 4 n+diffúziós zónája között zárófeszültség van, akkor egy zárózóna keletkezik, amelybe a 3 π-diffúziós zóna, illetőleg az 1 n -réteg benyúlik. Ha a zárózóna eléri a 7 gyengén n-adalékolt zónát, akkor a TR segédtranzisztor működésében zavar következik be (punchthrough=dielektromos átütés). Minthogy azonban az RT2, RT1 ellenállásokból álló feszültségosztó révén a 7 gyengén n~-adalékolt zónán, illetőleg a 3 π-diffúziós zónán megfelelő feszültségek vannak, ezért elkerüljük a TR segédtranzisztomak ezt a működési zavarát. Ezért további védő intézkedések nélkül lehetséges a TR segédtranzisztor integrálása a 3 π-diffúziós zónába.
A 2. és 3. ábra kapcsán leírt félvezető elem diódát képez a 3 π-diffúziós zóna és az n~-adalékolt félvezető egykristály között. A 3 π-diffúziós zónába azonban más diffúziós zónák is bevihetők például egy tranzisztor kialakítása végett. A félvezető egykristályban lehetnek továbbá más zónák is, például egy Darlington-tranzisztor kialakítása végett. A következő 4., 5. és 6. ábrán felülnézetben ábrázoltunk egy integrált Darlington-tranzisztort, amelynél a félvezető egykristályba járulékosan még integrálva van a 2. és 3. ábrából ismert feszültségosztó valamennyi eleme.
A 4. ábrán felülnézetben egy félvezető egykristály felső, gyengén adalékolt 1 n-rétege látható. Ebbe a gyengén adalékolt 1 n-rétegbe egy gyengén adalékolt π-réteg van bediffúndáltatva. A legnagyobb részt a 2. és 3. ábrából már ismert 3 π-diffúziós zóna (réteg) foglalja el. A 3 π-diffúziós zóna (réteg) itt egy Darlington-tranzisztor bázisát képezi. A 3 π-diffúziós zónán (rétegen) belül elhelyezett gyengén adalékolt 20 p~zóna képezi a hozzá tartozó Darlington-hajtótranzisztor bázisát. Van továbbá egy 21 p--teknő a Zla...Zlc Zener-dióda számára. Egy további, 22 teknő szolgál a Z2a Zener-dióda számára. A hosszanti bediffúndáltatott p-csíkok képezik az RÍ és R2 ellenállást. Ez az RÍ és R2 ellenállás egy-egy 23 csatlakozórészbe torkollik, amelyekben van egy csatlakozó a fémezéshez.
Az 5. ábrán felülnézetben néhány gyenge n--adalékolás látható, amelyek a 21, 22 teknő p-zónákba vannak bevive. A gyengén adalékolt 30 és 31 zóna képezi a Darlington-hajtótranzisztor és a Darlington-tranzisztor emitterét. További gyengén adalékolt zónák a segédtranzisztor RT1 és RT2 ellenállása és a segédtranzisztor bázisa számára szolgálnak. A gyengén adalékolt 32 n -zónák képezik a Z1 és Z2 Zener-dióda katódját. A felülnézetben látható továbbá az erősen adalékolt n+-diffúziós zóna. A nagyjából keretszerűen kialakí3
HU 222 930 Bl tott 4 n+-diffúziós zóna átmegy egy csík alakú, erősen adalékolt 4a n+-diffúziós zónába, amely a félvezető egykristálynak azokat a részeit, amelyekben a Darlington-tranzisztorok el vannak helyezve, elválasztja azoktól a részektől, amelyekben a diódák és ellenállások vannak elhelyezve. Az 5. ábrán láthatók még erősen p+-adalékolt részek, amelyek mind gyengén n~-adalékolt részekbe vannak beágyazva. A 33 részek képezik a Zener-diódák anódjait, és a gyengén adalékolt 32 nzónákba (katódokba) vannak beágyazva. A 8 p+-adalékolt zóna képezi a TR segédtranzisztor emitterét, és a 7 gyengén n-adalékolt zónába (báziszónába) van beágyazva.
A 6. ábrán a félvezető elem felülnézetében a fémezés és a kontaktálások láthatók. A kontaktálások a passziválórétegekben lévő nyílások, amelyek általában az integrált félvezetők felületét takarják, amelyekben a fémréteg közvetlenül össze van kötve az alatta lévő szilíciumrétegekkel. Ha itt a fémréteg egy gyengén adalékolt részre feküdne fel, akkor a fém-félvezető átmenet, Schottky-diódát képezne. Az ilyen diódákat úgy kerüljük el, hogy a kontaktálásokban erős adalékolások vannak az ohmos érintkezésekhez.
A 6. és a 4. ábrát összehasonlítva felismerhető, hogy az 50 fémezés a Darlington-hajtótranzisztor báziscsatlakozóját képezi. A 6. és az 5. ábrát összehasonlítva felismerhető, hogy az 51 fémezés a Darlingtontranzisztor emitterét (31 zóna) csatlakoztatja. Az 50 fémezés alatt még van egy erős p+-adalékolás, hogy biztosítva legyen az ohmos érintkezés a 20 p~-zónához (bázisrészhez). Az 51 fémezés alatt még van egy erős n+-adalékolás, hogy a 31 zóna (emitter) egy ohmos érintkezővel legyen kontaktéivá. A megfelelő kontaktálásokat az egyszerűség kedvéért a 4. és 5. ábrán nem ábrázoltuk. A 3a csatlakozófémezés a Darlingtonhajtótranzisztor 30 zónáját (emitterét) (lásd az 5. ábrát) összeköti a Darlington-tranzisztor 3 π-diffúziós zónájával (bázisával) (lásd a 4. ábrát). A megfelelő kontaktálásokat az egyszerűség kedvéért itt sem ábrázoltuk.
Az 5. ábrával összevetve felismerhető, hogy az 53 fémezés és a 60 érintkezők a Zla Zener-dióda 32 n~-zónáját (anódját) összekötik az erősen adalékolt 4 n+-diffúziós zónával. Ekkor az 54 csík összeköti a Zla Zener-dióda 33 részét (anódját) a Zlb Zener-dióda katódjával. Hasonló szerepe van az 55 fémcsíknak. Az 56 fémcsík a Zlc Zener-dióda anódját összeköti a
4. ábrán látható 21 p--teknővel, és így az RÍ ellenállással. A 61 érintkező az RÍ ellenállást összeköti a keret alakú 6 fedőelektróddal. A 61 érintkező így létrehozza az RÍ, R2 ellenállásokból álló feszültségosztó megcsapolását. A 62 érintkezők és az 57 fémezés összeköti a Z2a Zener-dióda 32 n -zónáját (anódját) (lásd az 5. ábrát) a 22 teknő vei (lásd a 4. ábrát) és így az R2 ellenállással. Az R2 ellenállás másik végét a 63 érintkező összeköti a TR segédtranzisztor 9 emitterfémezésével. A 9 emitterfémezést ezután a 64 érintkezők összekötik az RT1 ellenállással és a TR segédtranzisztor 8 p+-adalékolt zónájával (emitterzónájával) (lásd az 5. ábrát). A TR segédtranzisztor 7 gyengén n-adalékolt zónája (bázisa) ezután a 10 fémezésen és a megfelelő érintkezőkön át össze van kötve az RT1 ellenállással és az RT2 ellenállással (lásd az 5. ábrát). Az RT2 ellenállás ezután a 65 érintkezőlyukon át össze van kötve a 3a csatlakozófémezéssel. Ez a 3a csatlakozófémezés ohmos érintkezést is létrehoz a 3 π-diffúziós zónával. Ahol a 60-65 érintkezők (érintkezőlyukak) érintkezésben vannak gyengén adalékolt zónákkal, ott még megfelelő erős adalékolások vannak ohmos érintkezés létrehozása végett. Ezeket az erős adalékolásokat az egyszerűség kedvéért nem ábrázoltuk.
Mivel a feszültségosztóra jutó feszültség egy része a Zl, Z2 Zener-diódákon és a TR tranzisztoron leesik, ezért az RÍ és R2 ellenállás viszonylag kicsi lehet. A TR segédtranzisztorral a feszültségosztó messzemenő hőmérséklet-kompenzálása érhető el. A TR segédtranzisztorhoz csak olyan adalékolt zónákat használunk, amelyeket az itt bemutatott Darlington-tranzisztorokhoz amúgy is használni kellett. A TR segédtranzisztor létrehozásához így nem szükségesek járulékos előállítási lépések.
Az 1-6. ábrán mindenütt n~-félvezető egykristályból és egy ebbe bevitt 3 π-diffúziós zónából indultunk ki. Az adott szakterületen járatos szakember számára azonban magától értetődik, hogy a megfelelő adalékok zónákat ellenkező adalékolással lehet helyettesíteni. Kiviteli alakként Darlington-tranzisztort ismertettünk. A találmány alkalmazható azonban tetszőleges építőelemeknél, amelyeknél egy pn-átmenet átütési feszültségét a félvezető egykristályhoz képest be kell állítani.
Claims (7)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Monolitikusán integrált planár félvezető elrendezés hőmérséklet-kompenzálással, amely tartalmaz legalább egy pn-átmenetet, amelyet egy első vezetési típusú félvezető egykristályba bevitt, második, ellenkező vezetési típusú zóna π-diffúziós zóna (3) képez; egy passziválóréteg fedőoxid (5) felett elhelyezett fedőelektródot (6), amely a pn-átmenet záró üzemmódban fellépő tértöltési zónáját fedi; és egy feszültségosztót, amely a pn-átmenettel párhuzamosan van kapcsolva, és amelynek a megcsapolása a fedőelektróddal (6) van összekötve, továbbá a feszültségosztó integrálva van a félvezető elrendezésbe, és pozitív hőmérsékleti együtthatójú elemeket tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a feszültségosztó továbbá legalább egy negatív hőmérsékleti együtthatójú elemet is tartalmaz.
- 2. Az 1. igénypont szerinti félvezető elrendezés, azzal jellemezve, hogy a pozitív hőmérsékleti együtthatójú elemeket Zener-diódák (Zl, Z2) képezik.
- 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti félvezető elrendezés, azzal jellemezve, hogy pozitív hőmérsékleti együtthatójú elemekként ellenállások (RÍ, R2) vannak a félvezető elembe integrálva.
- 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti félvezető elem, azzal jellemezve, hogy negatív hőmérsékletiHU 222 930 Bl együtthatójú elemekként egy segédtranzisztor (TR) van a félvezető elrendezésbe integrálva, és a bázis és az emitter, illetőleg a bázis és a kollektor között egy-egy ellenállás (RT1, RT2) van.
- 5. A 4. igénypont szerinti félvezető elrendezés, 5 azzal jellemezve, hogy a segédtranzisztor (TR) a bevitt, második vezetési típusú zónába (3) van integrálva.
- 6. Az 5. igénypont szerinti félvezető elem, azzal jellemezve, hogy a bevitt, második vezetési típusú zóna πdiffúziós zóna (3) képezi a segédtranzisztor (TR) kollektorát.
- 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti félvezető elem, azzal jellemezve, hogy a fedőelektród (6) alatt, a tértöltési zóna környezetében első vezetési típusú, erősen adalékolt zóna (4) van.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19526902A DE19526902A1 (de) | 1995-07-22 | 1995-07-22 | Monolithisch integrierte planare Halbleiteranordnung |
| PCT/DE1996/001073 WO1997004486A1 (de) | 1995-07-22 | 1996-06-18 | Monolithisch integrierte planare halbleiteranordnung mit temperaturkompensation |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUP9802885A2 HUP9802885A2 (hu) | 1999-04-28 |
| HUP9802885A3 HUP9802885A3 (en) | 2000-09-28 |
| HU222930B1 true HU222930B1 (hu) | 2003-12-29 |
Family
ID=7767592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9802885A HU222930B1 (hu) | 1995-07-22 | 1996-06-18 | Monolitikusan integrált planár félvezető elrendezés hőmérséklet-kompenzálással |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5952705A (hu) |
| EP (1) | EP0843897B1 (hu) |
| JP (1) | JPH11509369A (hu) |
| CZ (1) | CZ288350B6 (hu) |
| DE (2) | DE19526902A1 (hu) |
| HU (1) | HU222930B1 (hu) |
| WO (1) | WO1997004486A1 (hu) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10159473C2 (de) * | 2001-12-04 | 2003-12-11 | Bosch Gmbh Robert | Halbleiterleistungsschaltungsanordnung |
| JP6275575B2 (ja) * | 2014-07-09 | 2018-02-07 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン注入装置及びイオン注入装置の制御方法 |
| DE102016104256B3 (de) * | 2016-03-09 | 2017-07-06 | Infineon Technologies Ag | Transistorzellen und Kompensationsstruktur aufweisende Halbleitervorrichtung mit breitem Bandabstand |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1589707B2 (de) * | 1967-12-09 | 1971-02-04 | Deutsche ITT Industries GmbH 7800 Freiburg | Temperaturkompensierte Z Diodenanord nung |
| DE2822035A1 (de) * | 1978-05-20 | 1979-11-22 | Leitz Ernst Gmbh | Schaltungsanordnung zur kompensation des temperaturkoeffizienten von halbleiterstrecken |
| DE3416404A1 (de) * | 1984-05-04 | 1985-11-07 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Monolithisch integrierte planare halbleiteranordnung und verfahren zu dessen herstellung |
| US4742021A (en) * | 1985-05-05 | 1988-05-03 | Burr-Brown Corporation | Subsurface zener diode and method of making |
| US4677369A (en) * | 1985-09-19 | 1987-06-30 | Precision Monolithics, Inc. | CMOS temperature insensitive voltage reference |
| US4766469A (en) * | 1986-01-06 | 1988-08-23 | Siliconix Incorporated | Integrated buried zener diode and temperature compensation transistor |
| JPS6367766A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-03-26 | Nec Corp | 半導体装置 |
| US4749889A (en) * | 1986-11-20 | 1988-06-07 | Rca Licensing Corporation | Temperature compensation apparatus |
| DE4022022C2 (de) * | 1989-07-12 | 1995-09-28 | Fuji Electric Co Ltd | Vertikal-Halbleitervorrichtung mit Zenerdiode als Überspannugsschutz |
| US5479046A (en) * | 1990-06-28 | 1995-12-26 | Robert Bosch Gmbh | Monolithically integrated semiconductor arrangement with a cover electrode |
| DE4039662A1 (de) * | 1990-12-12 | 1992-06-17 | Bosch Gmbh Robert | Monolithisch integrierte halbleiteranordnung |
| US5502338A (en) * | 1992-04-30 | 1996-03-26 | Hitachi, Ltd. | Power transistor device having collector voltage clamped to stable level over wide temperature range |
| JP3125529B2 (ja) * | 1993-08-23 | 2001-01-22 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP3155134B2 (ja) * | 1993-10-27 | 2001-04-09 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
| DE4343140B4 (de) * | 1993-12-17 | 2009-12-03 | Robert Bosch Gmbh | Halbleiteranordnung zur Beeinflussung der Durchbruchsspannung von Transistoren |
-
1995
- 1995-07-22 DE DE19526902A patent/DE19526902A1/de not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-06-18 US US08/981,985 patent/US5952705A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-18 WO PCT/DE1996/001073 patent/WO1997004486A1/de active IP Right Grant
- 1996-06-18 DE DE59605829T patent/DE59605829D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-18 EP EP96917357A patent/EP0843897B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-18 JP JP9506135A patent/JPH11509369A/ja active Pending
- 1996-06-18 HU HU9802885A patent/HU222930B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1996-06-18 CZ CZ1998192A patent/CZ288350B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ288350B6 (en) | 2001-05-16 |
| CZ19298A3 (cs) | 1998-07-15 |
| JPH11509369A (ja) | 1999-08-17 |
| HUP9802885A3 (en) | 2000-09-28 |
| WO1997004486A1 (de) | 1997-02-06 |
| DE59605829D1 (de) | 2000-10-05 |
| US5952705A (en) | 1999-09-14 |
| EP0843897A1 (de) | 1998-05-27 |
| DE19526902A1 (de) | 1997-01-23 |
| EP0843897B1 (de) | 2000-08-30 |
| HUP9802885A2 (hu) | 1999-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4903106A (en) | Semiconductor power device integrated with temperature protection means | |
| US7952145B2 (en) | MOS transistor device in common source configuration | |
| US5401985A (en) | Low voltage monolithic protection diode with a low capacitance | |
| JPS6358380B2 (hu) | ||
| US4908682A (en) | Power MOSFET having a current sensing element of high accuracy | |
| US4949142A (en) | Integrated N-channel power MOS bridge circuit | |
| US4578695A (en) | Monolithic autobiased resistor structure and application thereof to interface circuits | |
| EP0915508A1 (en) | Integrated circuit with highly efficient junction insulation | |
| US5491357A (en) | Integrated structure current sensing resistor for power MOS devices, particularly for overload self-protected power MOS devices | |
| US6906399B2 (en) | Integrated circuit including semiconductor power device and electrically isolated thermal sensor | |
| US4829344A (en) | Electronic semiconductor device for protecting integrated circuits against electrostatic discharges | |
| JPS63228659A (ja) | 信号転送回路網の集積構造 | |
| EP0017919B1 (en) | Diffused resistor | |
| JP2000183341A (ja) | 半導体装置とそれを用いた半導体回路 | |
| US5109266A (en) | Semiconductor integrated circuit device having high breakdown-voltage to applied voltage | |
| HU222930B1 (hu) | Monolitikusan integrált planár félvezető elrendezés hőmérséklet-kompenzálással | |
| US5578862A (en) | Semiconductor integrated circuit with layer for isolating elements in substrate | |
| US5336920A (en) | Buried avalanche diode having laterally adjacent semiconductor layers | |
| EP0037930B1 (en) | Semiconductor memory device | |
| US5466959A (en) | Semiconductor device for influencing the breakdown voltage of transistors | |
| KR20030073260A (ko) | 고전압 섬 영역 내에 바이폴라 트랜지스터가 내장된고전압 집적 회로 | |
| JPH01214055A (ja) | 静電破壊保護装置 | |
| JP3179630B2 (ja) | エピタキシャル・タブ・バイアス構体及び集積回路 | |
| EP0607474B1 (en) | Semiconductor integrated circuit with layer for isolating elements in substrate | |
| EP0948050A1 (en) | Electronic semiconductor power device with polycrystalline silicon components |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HFG4 | Patent granted, date of granting |
Effective date: 20031112 |
|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |