DE1216990B - Solid-state circuit and process for its manufacture - Google Patents
Solid-state circuit and process for its manufactureInfo
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
HOIlHOIl
Deutsche Kl.: 21g-11/02German class: 21g-11/02
Nummer: 1216 990Number: 1216 990
Aktenzeichen: T 28013 VIII c/21 gFile number: T 28013 VIII c / 21 g
Anmeldetag: 18. Februar 1965 Filing date: February 18, 1965
Auslegetag: 18. Mai 1966Opening day: May 18, 1966
Die Erfindung betrifft eine Festkörperschaltung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to a solid-state circuit and a method for its production.
Unter einer Festkörperschaltung versteht man eine mikrominiaturisierte integrierte Schaltungsanordnung auf Festkörperbasis, bei der sich in einem Halbleiterkörper aktive und/oder passive Halbleiterbauelemente befinden und der Halbleiterkörper mit einer Isolierschicht bedeckt ist, welche Leitungsbahnen und eventuell auch passive Bauelemente trägt. Um Wechselwirkungen der einzelnen Bauelemente der Festkörperschaltung untereinander zu verhindern, müssen diese voneinander separiert werden. Dies geschieht mit Hilfe von Separationsverfahren. Bei einem solchen Verfahren wird die Separation der einzelnen Bauelemente durch Eindiffundieren von Fremdatomen mit entgegengesetztem Leitungstyp in den Halbleiterkörper, d. h. durch Einbau von pn-Übergängen an den Berandungen der gewünschten separierten Bereiche erzielt. Dieses Separationsverfahren ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß die eingebauten pn-Übergänge noch gewisse Nebenschlußkapazitäten darstellen, welche sich auf das Frequenz- und Schakverhalten der eingebauten Halbleiterbauelemente nachteilig auswirken. Das Separationsverfahren mit Hilfe von Trenndiffusion ist außerdem kostspielig, da dabei gewöhnlich Epitaxialhalbleiterscheiben als Ausgangskörper erforderlich sind.A solid-state circuit is understood to be a microminiaturized integrated circuit arrangement on a solid-state basis, in which active and / or passive semiconductor components are located in a semiconductor body are located and the semiconductor body is covered with an insulating layer, which conductor tracks and possibly also carries passive components. To the interactions of the individual components of the To prevent solid-state switching among one another, these must be separated from one another. this happens with the help of separation processes. In such a process, the separation of the individual Components by diffusion of foreign atoms with opposite conductivity types into the semiconductor body, d. H. by installing pn junctions at the edges of the desired separated areas achieved. However, this separation method has the disadvantage that the built-in pn junctions still represent certain shunt capacitances, which relate to the The frequency and shak behavior of the built-in semiconductor components have a detrimental effect. The separation process using separation diffusion is also costly because it usually involves epitaxial semiconductor wafers are required as a starting body.
Es ist weiterhin bekannt, in mikrominiaturisierten elektronischen Schaltkreisen einzelne Bauelemente, z. B. eine Diode oder einen Widerstand, durch Bereiche unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps voneinander zu trennen (s. französische Patentschrift 1256116). Jedoch wirken sich die dann in den Schaltkreisen vorhandenen pn-Übergänge gleichfalls in der oben beschriebenen Weise nachteilig aus.It is also known to use individual components in microminiaturized electronic circuits, z. B. a diode or a resistor, by areas of different conductivity type from each other to separate (see French patent specification 1256116). However, they then affect the Circuits existing pn junctions also disadvantageously in the manner described above.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mikrominiaturisierte integrierte Schaltungsanordnung aus einem Halbleiterkörper mit aktiven und/oder passiven Halbleiterbauelementen, die durch Zonen unterschiedlicher elektrischer Eigenschaften voneinander getrennt sind, anzugeben, welche die oben beschriebenen Nachteile vermeidet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Schaltungsanordnung angegeben wird, bei der diese Zonen als Zonen hoher Ladungsträgerrekombination ausgebildet sind. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, eine Trennung einzelner Bereiche einer Festkörperschaltung durchzuführen, ohne daß dabei störende Nebenschlußkapazitäten auftreten oder daß es notwendig ist, epitaktische Halbleiterkörper zu verwenden.The invention is based on the object of a microminiaturized integrated circuit arrangement from a semiconductor body with active and / or passive semiconductor components, which are defined by zones different electrical properties are separated from each other, indicate which those described above Avoids disadvantages. According to the invention the object is achieved in that a circuit arrangement is specified in which these zones are formed as zones of high charge carrier recombination are. With the aid of the method according to the invention, it is possible to separate individual areas a solid-state circuit without causing disruptive shunt capacitances occur or that it is necessary to use epitaxial semiconductor bodies.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei anAn embodiment of the invention is on
Festkörperschaltung und Verfahren zu seiner
HerstellungSolid-state circuit and method for its
Manufacturing
Anmelder:
TelefunkenApplicant:
Telefunken
Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3Patentverwertungsgesellschaft mb H.,
Ulm / Danube, Elisabethenstr. 3
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dipl.-Ing. Alfons Dieterich, StuttgartDipl.-Ing. Alfons Dieterich, Stuttgart
Hand der Figur erläutert. Die F i g. a zeigt einen Ausschnitt der Festkörperschaltung in Aufsicht von oben, und zwar ist 1 ein Transistor, 2 und 2' sind Dioden, 3 ist eine auf der Oberfläche der Festkörperschaltung befindliche Isolierschicht, z. B. eine Siliziumoxydschicht. Im nichtseparierten Fall fließen Injektionsiströme von den Dioden über den Halbleitergrundkörper zur Basis des Transistors, die selbst dann, wenn sie sehr klein sind, ausreichen, um eine Gesamtstromverstärkung des Transistors > 1 und damit eine negative Kennlinie desselben hervorzurufen. Der letztere Effekt ist als Tyristoreffekt in der Halbleitertechnik bekannt. Erfindungsgemäß wird nun in den Halbleiterkörper der Festkörperschaltung eine Zone 4 mit hoher Ladungsträgerrekombination eingebracht, welche den Transistor 1 von den Dioden 2 und 2' trennt, so daß die Injektionsströme der Dioden nicht mehr zur Basis des Transistors gelangen können. Die Zone 4 wird z. B.Hand of the figure explained. The F i g. a shows a section of the solid-state circuit in plan view from above, namely 1 is a transistor, 2 and 2 'are diodes, 3 is one on the surface of the solid state circuit located insulating layer, e.g. B. a silicon oxide layer. In the unseparated case, flow Injection currents from the diodes via the semiconductor body to the base of the transistor, the even if they are very small, they are sufficient to provide an overall current gain of the transistor> 1 and thus to cause a negative characteristic curve of the same. The latter effect is known as the tyristor effect in known in semiconductor technology. According to the invention, the solid-state circuit is now in the semiconductor body introduced a zone 4 with high charge carrier recombination, which the transistor 1 from the diodes 2 and 2 'separates, so that the injection currents of the diodes no longer to the base of the Transistor can arrive. Zone 4 is z. B.
durch Entfernen der Isolierschicht 3 an den gewünschten Stellen und anschließendes Eindiffundieren von Gold oder Nickel in den Halbleiterkörper erzeugt. In der F i g. b ist der beschriebene Ausschnitt der Festkörperschaltung im Querschnitt dargestellt. by removing the insulating layer 3 at the desired locations and then diffusing in generated by gold or nickel in the semiconductor body. In FIG. b is the section described the solid-state circuit shown in cross section.
Das Ausführungsbeispiel läßt einen weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens erkennen. Da die erfindungsgemäße Trennzone 4 die gleiche Polarität wie der Halbleitergrundkörper besitzt, ist es im Gegensatz zu den durch pn-Übergänge separierten Halbleiteranordnungen bei der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung nicht mehr notwendig, die Kollektorzone 5 des Transistors (s. F i g. b) mit der Basiszone 6 der Dioden durch eine besondere Leitbahn zu verbinden. Die Rekombinationszone 4 erfüllt also gewissermaßen die Funktion einer Leitbahn, d. h., in ihr rekombiniert die überwiegende AnzahlThe embodiment shows a further advantage of the method according to the invention. There the separation zone 4 according to the invention has the same polarity as the semiconductor base body, it is in contrast to the semiconductor arrangements separated by pn junctions in the case of the invention Semiconductor arrangement no longer necessary, the collector zone 5 of the transistor (see Fig. B) with the Base zone 6 of the diodes to be connected by a special conductive path. The recombination zone 4 met thus, to a certain extent, the function of an interconnect, d. that is, the vast majority recombine in it
■ " -"' 609 569/346■ "-" '609 569/346
der von den einzelnen Schaltelementen ausgehenden Ladungsträger.the charge carriers emanating from the individual switching elements.
Erfindungsgemäß ist man auch in der Lage, die Zone hoher Ladungsträgerrekombination nur an der Oberfläche der Festkörperschaltung auszubilden. Es wird dann die Oberflächenschicht z. B. angeritzt oder es wird die schützende Isolierschicht (4) der Anordnung in gewünschten Bereichen entfernt und dort eine Oberflächenbehandlung, z.B. eine Rauhbeizung, angeschlossen.According to the invention, it is also possible to select the zone of high charge carrier recombination only at the Form the surface of the solid-state circuit. It is then the surface layer z. B. scratched or the protective insulating layer (4) of the arrangement is removed in desired areas and there a surface treatment, e.g. a rough pickling, is connected.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, den gesamten Halbleiterkörper der Festkörperschaltung mit Rekombinationszentren zu versehen. Dies wird dadurch erreicht, daß man z. B. schon beim Ziehen des Halbleiterkristalls in diesen Gold einbaut. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung nimmt z. B. 'die Stromverstärkung des Transistors der Figur ab, und es steigen die Sperrströme des Transistors und der Dioden etwas an, doch reicht — wie die Praxis zeigt — die generelle Herabsetzung der Lebensdauer der Ladungsträger aus, um die Gesamtstromverstärkung des Transistors < 1 zu halten.In a further development of the invention, it is proposed to use the entire semiconductor body of the solid-state circuit to be provided with recombination centers. This is achieved by z. B. already built into this gold when pulling the semiconductor crystal. In this development of the invention takes z. B. 'the current gain of the transistor of the figure, and it increases the reverse currents of the Transistor and diodes, but - as practice shows - the general reduction is sufficient the lifetime of the charge carriers to the total current gain of the transistor < 1 to hold.
Claims (4)
Französische Patentschrift Nr. 1256116.Considered publications:
French patent specification No. 1256116.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| DET28013A DE1216990B (en) | 1965-02-18 | 1965-02-18 | Solid-state circuit and process for its manufacture |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| DE1216990B true DE1216990B (en) | 1966-05-18 |
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Family Applications (1)
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| GB (1) | GB1107343A (en) |
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1965
- 1965-02-18 DE DET28013A patent/DE1216990B/en active Pending
-
1966
- 1966-01-27 GB GB3703/66A patent/GB1107343A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR1256116A (en) * | 1959-02-06 | 1961-03-17 | Texas Instruments Inc | New miniature electronic circuits and processes for their manufacture |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1107343A (en) | 1968-03-27 |
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