NL8204809A - Geintegreerde schakeling. - Google Patents

Description

• * PHN 5476B 1 N.V. Philips1 Gloeilampenfahrieken te Eindhoven.

"Gexntegreerde schakeling".

De uitvinding heef t be trekking op een geintegreerde schakeling bevattende meerdere schakelelementen die naast elkaar aan een zijde van een voor deze schakelelementen gemeenschappelijk lichaam zijn aangebracht, waarbij halfgeleiderzones van deze schakelelementen zijn verbon-5 den met een aan de genoemde ene zijde voorhanden patroon van geleider-sporen voor elektrische aansluiting van de genoemde schakelelementen/ welk patroon ten minste een ingang en ten minste een uitgang voor elektrische signalen heeft, waarbij ten minste twee van deze schakelelementen een eerste elektrodezone van een eerste geleidingstype hebben, die aan de 10 ene zijde aan het oppervlak van het lichaam grenst en die een gelijkrich-tende overgang vormt met een aan het oppervlak gelegen tweede elektrode-gebied, en waarbij elk van deze eerste elektrodezones als laatste laag deel uitmaakt van een drielagenstruktuur van een als bron van instel-strocm dienende stroardnj ektor, waarbij deze drielagenstruktuur verder 15 een eerste laag en een tussenlaag van een tweede geleidings type die door een eerste gelijkrichtende overgang van de eerste laag en door een tweede gelijkrichtende overgang van de laatste laag is gescheiden/ heeft, waarbij de eerste laag door de eerste gelijkrichtende overgang van de schakelelementen gescheiden is en waarbij deze eerste gelijkrichtende 20 'overgang in de voorwaartsrichting polariseerbaar is voor het toevoeren van ladingsdragers aan de -laatlTte 'lsag.

Een dergelijke geintegreerdg, scakeling is bekend uit IBM, Technical Disclosure Bulletin, Vol.13, No.10, Maart 1971, biz. 2953. Daarbij dient als s trocmin j ektor een vertikale pnp-trans is tor waarvan de emitter 25 wordt gevonrd door een hoog gedoteerde p-type begraven laag die is aan-gebracht in een laag gedoteerd p-type substraat. De basis wordt gevormd door een hoog gedoteerde n-type laag die op het substraat is aangebracht en de kollektor wordt gevormd door een p-type oppervlaktezone, die tege-lijk de basiszone van een vertikale npn—transistor is. In de p-type op-30 pervlaktezone is een n-type oppervlaktezone aangebracht die de kollektor van de npn-trans is tor vormt en genoemde n-type laag vormt een voor een aantal van deze npn-transistors gemeenschappelijke emitter. De bases van BAD ORldiKl2a.n_transiSt0rs zi3n 111 sullen zones die met behulp van de verti- 8204809 PHN 5476B 2 kale pnp-trans is tors van instelstroom worden voorz'ien,,

De onderhavige uitvinding beoogt onder meer gelntegreerde scha-kelingen met van strocminjektors voorziene schakelelementen met aan het gebruik van stroominj ektors aangepaste nieuwe strukturen aan te geven, 5 die bij relatief lage straren en/of spanningen kunnen werken en/of een aantrekkelijk hoge pakkingsdichtheid hebben en/of relatief eenvoudig kunnen worden vervaardigd.

De uitvinding berust onder meer op het inzicht, dat bij het gebruik van strocminj ektors een injekterende overgang met een groot opper-10 vlak tot relatief grote stroomverliezen kan leiden en dat het daarom de voorkeur verdient an de grootte van het oppervlak van de injekterende overgang beperkt te houden en/of het injekteren van ladingsdragers op ef-fektieve wijze aan een of meer gedeelten van deze injekterende overgang te concentreren met behulp van een plaatselijk lagere diffusiespanning.

15 Een gelntegreerde schakeling van de in de aanhef beschreven soort, waarbij zoals ook in genoemde bekende geintegreerde schakeling het geval is, de eerste laag van de drielagenstruktuur van de strooninjektor tegenover de van het oppervlak afgekeerde zijde van de eerste elektrode-zone aanwezig is en de tussenlaag een relatief hoog en een relatief laag 20 gedoteerd deel bevat, is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat het relatief laag gedoteerde deel althans tussen de eerste laag en de eerste elektrodezone aanwezig is, waarbij de eerste laag zowel aan het relatief laag gedoteerde deel als aan het relatief hoog gedoteerde deel van de tussenlaag grenst.

25 De injektie van ladingsdragers vanuit de eerste laag zal daarbij vooral optreden over die delen van de eerste gelijkrichtende overgang die aan het relatief laag gedoteerde deel van de tussenlaag grenzen.

Strukturen waarbij de totale oppervlakte van genoemde eerste gelijkrichtende overgang relatief klein is worden eenvoudiger verkregen 30 indien de eerste laag van de drielagenstruktuur van de strooninjektor als een aan het oppervlak grenzende laag van het gemeenschappelijke lichaam wordt uitgevoerd. Een dergelijke struktuur werd eerder voorgesteld in de niet-voorgepubliceerde ter inzage gelegde Nederlandse Octrooiaanvrage 7106117 van oudere rang. In deze octrooiaanvrage zijn als schakelelemen-35 ten uitsluitend planaire transistors met een door plaatselijke dotering verkregen basiszone aangegeven, die met behulp van komplementaire late-rale transistors van instelstroan worden voorzien.

Een geintegreerde schakeling van de in de aanhef beschreven scort

BAD ORIGINAL

8204909 PHN 5476B 3 waarbij de eerste laag van de drielagenstruktuur een aan het oppervlak van het gemeenschappelijke lichaam grenzende laag is, is volgens de uit-vinding daardoor gekenmerkt, dat de beide eerste elektrcdezones delen zijn van een oppervlaktelaag van het eerste geleidingstype,. die zich uit-5 strekken op een voor deze delen gemeenschappelijke order grand, waarbij deze delen in zijwaartse richting van elkaar gescheiden zijn doordat zij elk cmringd zijn door een scheidingsgebied van een ander materiaal als halfgeleidermateriaal van het eerste geleidingstype, welk scheidingsgebied zich door de oppervlaktelaag heen tenminste tot aan de gemeenschap-10 pelijke ondergrond uitstrekt.

Een dergelijke oppervlaktelaag van het eerste geleidingstype kan relatief eenvoudig worden verkregen, bij voorbeeld met behulp van epitaxie of van een ongemaskeerde doteringsbehandeling. Daamaast kunnen in vergelijk tot door plaatselijke dotering verkregen eerste elektrode-15 zones met een oppervlaktelaag van het eerste geleidingstype bij voorbeeld andere doteringsconcentraties en/of andere concentratieprof ielen worden verkregen die de gezamenlijke werking van het schakelelement en de daar-mee samengebouwde s trocminjektor kunnen verbeteren en/of waardoor nieuwe strukturen beter realiseerbaar zijn.

20 Ook bij de eerder genoemde geintegreerde schakeling met een stroominjektor waarvan de drielagenstruktuur een onderliggende eerste laag heeft, zijn de eerste elektrcdezones bij voorkeur van elkaar gescheiden delen van een oppervlaktelaag van het eerste geleidingstype. Met deze opgedeelde oppervlaktelaag kunnen soortgelijke voordelen als hiervoor 25 warden aangegeven worden bereikt.

· - ' "Big voorkeur strekken de genoemde delen zich uit op en grenzen zij aan"3een gemeenschappelijk halfgeleidergebied van het tweede geleidingstype, waarbij dit halfgeleidergebied tevens de tweede elektroden-gebieden van genoemde schakelelementen vormt.

30 Een belangrijke voorkeursuitvoeringsvorm van de geintegreerde schakeling met een onderliggende eerste laag is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de eerste laag van de drielagenstruktuur een praktisch hanogeen gedoteerde halfgeleiderlaag van het eerste geleidingstype is, die zich vanaf het oppervlak gezien als een gemeenschappelijke 35 laag onder de eerste elektrcdezones van de schakelelementen uitstrekt.

Bij voorkeur is deze uitvoeringsvorm verder daardoor gekenmerkt, dat de eerste laag van de drielagenstruktuur een gemeenschappelijk suir-BAD ORIvormt, dat daarop de tussenlaag als een gemeenschappelijke 8204809 PHN 5476B 4 laag aanwezig is, dat'zich aan en nabij het grensvlak tnssen deze tussen-laag en het substraatgebied een of meer begraven gebieden van hetzelfde geleidingstype als en met een hogere doteringsconcentratie dan een daar-aan grenzend deel van de tussenlaag uitstrekken en dat deze een of meer 5 begraven gebieden onder elke eerste elektrodezone een opening vrijlaten waarin het lager gedoteerde deel van de tussenlaag tot aan het substraatgebied reikt.

Met voordeel hebben terrains be twee van genoende openingen in de begraven gebieden die onder verschillende eerste elektrodezones liggen 10 een van elkaar verschillende grootte.

Bij de eerder genoemde geintegreerde schakeling waarbij de eerste laag van de drielagenstruktuur aan het oppervlak van het gemeenschap-pelijke lichaam grenst wordt de opgedeelde oppervlaktelaag van het eerste geleidingstype bij voorkeur toegepast met een drielagenstruktuur waar-15 van de tussenlaag tussen de eerste laag en de eerste elektrodezone een hogere doteringsconcentratie dan de eerste elektrodezone heeft.

Voorts heeft in strukturen waarin de oppervlakte van de eerste gelijkrichtende overgang relatief klein is, van de lagen van de drielagenstruktuur de eerste laag met voordeel de hoogste doteringsconcentratie. 20 Met een dergelijke drielagenstruktuur zal de instelstroom op relatief effektieve wijze aan de elektrodezones warden toegevoerd.

De met de s troaminj ektor toe te voeren instelstroom kan bijvoor-beeld aan een diode worden toegevoerd. De schakelelementen zijn bij voorkeur transistors met twee hoofdelektrcden en terrainste een stuurelektro-25 de, zoals een veldef fekttrans is tor met een toe- en een afvoerzone en een of meer poortelektroden. Daarbij vormt de eerste elektrodezone veelal een stuurelektrode en is het tweede elektrodegebied een, vaak voor meerdere transistors gemeenschappelijke, eerste hoofdelektrode. Daarnaast heeft elke transistor een of meer tweede hoofdelektrcden, die bij voorkeur aan 30 het oppervlak van het gemeenschappelijke lichaam gelegen zijn (en door de stuurelektrode zijn omgeven), waarbij zij door een gelijkrichtende overgang van de stuurelektrode zijn gescheiden.

Bij voorkeur zijn de tweede hoofdelektroden van de transistors kollektors met een metaal-bevattende laag, die met de aangrenzende eerste 35 elektrodezone een Schottky-overgang vormt.

De uitvinding zal thans nader worden uiteengezet aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en de tekening, waarin fig. 1 schematisch een bovenaanzicht toont van een deel van een

BAD ORIGINAL

8204809 EHN 5476B 5 geintegreerde schakeling waarin stroaninjektors zijn toegepast, fig. 2 schematisch een dwarsdoorsnede van het voorbeeld volgens fig. 1 weergeeft volgens de lijn II-II van fig. 1, fig. 3 een elektrisch schakelschema van het voorbeeld volgens de 5 fig. 1 en 2 toont, fig. 4 een schakelschema van een poortschakeling geeft, fig. 5 schematisch een dwarsdoorsnede van het voorbeeld volgens de fig. 1 en 2 geeft volgens de lijn V-V in fig. 1, fig. 6 schematisch een dwarsdoorsnede toont van een deel van een 10 tweede voorbeeld van een geintegreerde schakeling net strocminjektors, fig. 7 een schakelschema van een deel van een derde voorbeeld van een geintegeerde schakeling met s troanin jektors weergeeft, van welk 'deel,- - fig. 8 een schematische dwarsdoorsnede toont, 15 fig. 9 schematisch een dwarsdoorsnede geeft van een vierde voor beeld van een geintegreerde schakeling met s troanin j ektor s, terwijl, fig. 10 een bij dit vierde voorbeeld behorend schakelschema toont, fig. 11 een schakelschema van een vijfde voorbeeld van een geintegreerde schakeing met s troanin jektors toont, 20 fig. 12 schematisch het principe van een andere uitvoeringsvorm van een geintegreerde schakeling met s troominj ektors weergeeft, fig. 13 schematisch een dwarsdoorsnede van dat deel van een uit-voeringsvoorbeeld van de geintegreerde schakeling volgens de uitvinding toont, waarvan fig. 11 het bijbehorend schakelschema weergeeft, 25 fig. 14 schematisch een bovenaanzicht van een deel van een zesde voorbeeld van een geintegreerde schakeling met s troanin jektors toont, waarbij fig. 15 schematisch een dwarsdoorsnede van dit zesde voorbeeld volgens de lijn XV-XV in fig. 14 toont, 30 fig. 16 schematisch een bovenaanzicht van een deel van een ander uitvoeringsvoorbeeld van de geintegreerde schakeling volgens de uitvinding weergeeft, waarvan fig. 17 schematisch een dwarsdoorsnede toont volgens de lijn XVII-XVII van fig. 16, 35 fig. 18 schematisch een dwarsdoorsnede toont van een achtste voorbeeld van een geintegreerde schakeling met s troomin jektors, fig. 19 een schakelschema toont behorende bij een negende voor-BAD ORldffifAt1311 6611 gs^tegreerde schakeling met s troomin j ek tors en van een 8204809 PHN 5476B 6 deel waarvan fig. 20 schematisch een bovenaanzicht toont, fig. 21 een schakelschema behorend bij een tiende voorbeeld van een geintegreerde schakeling met stroominjektors weergeeft, van een deel 5 waarvan fig. 22 schematisch een bovenaanzicht toont/ terwijl fig. 23 schematisch een dwarsdoorsnede van dit deel van het tiende voorbeeld volgens de lijn XXIII-XXIII in fig. 22 weergeeft.

In het kader van de onderhavige uitvinding speelt het gebruik 10 van strocminjektors voor het toevoeren van instelstroom aan schakelele-menten en in het bijzonder aan transistors een belangrijke rol. Met der-gelijke van strocminjektors voorziene schakelelementen kunnen verschil-lende soorten van schakelingen zoals logische schakelingen, lineaire schakelingen en geheugenschakelingen worden gerealiseerd. Teneinde de 15 mogeli j kheden van het gebruik van s troomin j ektors, hun struk tutor en hun werking te verduidelijken worden hiema tien voorbeelden van geintegreerde schakelingen met stroominjektors beschreven, waaronder twee uitvoe-ringsvoorbeelden van de geintegreerde schakeling volgens de uitvinding. Order meer zal blijken, dat stroominj ektors meer dandrielagen kunnen 20 hebben. In dat geval wordt de eerder genoemde drielagenstruktuur van de stroominjektor door de laatste drie lagen van deze meerlagenstruktuur ge-vorrrd.

Duidelij kheidshalve wordt eerst nog opgemerkt, dat order instel-stromen worden begrepen al die stronen die aan de schakelelementen worden 25 toegevoerd voor de gelijkstrocminstelling daarvan. Een aantal van die strcmen, meestal die strcmen/ die via de hoofdelektroden, zoals de emitter en de kollektor van een transistor, door de hoofdstroomweg van het betrokken schakelelement vloeien, voeren daarbij cok energie toe die voor signaalversterking- de verhouding tussen de energieen van het uit-30 gangs- en het ingangssignaal-gebruikt kan worden. Met de uitdrukking "voedingssporen" worden hier sporen aangeduid die net name voor het toevoeren van laatstgenoemde instelstromen dienen. /2¾ reqel 1 van de oorspronkelijke beschrijvinq). - 35 _________ BAD ORIGINAL ~ 8204809 i - 17 -

De :fxgu:ren 1 en 2 tonen een deei van een eerste uit-voeringsvoorbeeld van de geintegreerde schakeling volgens de uitvinding. Deze geintegreerde schalceling bevat meerdere scha-kelelementen, in dit geval transistors waarvan de basiszones 5 zijn aangegeven met de cijfers 1 tot en met 10. Deze transistors zijn naast elkaar aangebracht aan een zijde van een van deze schake1e1ementen gemeenschappelijk· lichaam 12. Het lichaam 12 bestaat grotendeels uit halfgeleidermateriaal en heeft aan de zijde van het halfgeleideroppervlak 11 een isolerende laag 10 13 waarover zich een aan die zijde van het lichaam 12 voorhan- den patroon van geleidersporen 14 uitstrekt. De geleidersporen 14 zijn via openingen in de isolerende laag 13, die in fig. 1 met onderbroken lijnen zijn aangegeven verbohden met de in ^ die openingen aan het halfgeleideroppervlak tredende delen • 15 van de s chakele1ement en. Deze sporen 14 dienen op deze wijze voor elektrische aansluiting van de transistors.

Het lichaam 12 is voorts voorzien van in fig. 1 sche-matisch aangegeven aansluitingen 15 en 1.6 voor het aansluiten van de positieve en de negatieve polariteit van een bron 17 20 . voor het toevoeren van instelstroom aan een of meer der scha- - kelelementen.

Volgens de uitvinding is het lichaam 12 voorzien van een stroominjektor gevormd door een meerlagenstruktuur met in dit geval drie opeenvolgende, onderling door gelijkrichtende 25 overgangen 18 en 19 van elkaar gescheiden lagen 20, 21 en 5* . De eerste of injekterende laag 20 is door tenminste een ge li jkrichtende overgang, de overgang 18, van de in te stellen schakelelementen gescheiden. De tweede of tussenlaag 21 van de stroominjektor is een halfgeleiderlaag die met de eerste 30 en de derde laag 20 respektievelijk 5 de gelijkrichtende over gangen 18 respektievelijk 19 vormt. De injekterende laag 20 heeft een aansluiting 15 voor de ene polariteit van de bron 17 en de tussenlaag 21 heeft een aansluiting 16 voor de andere polariteit van de bron 17» Met behulp van deze bron 17 wordt 35 de gelijkrichtende overgang 18 tussen de injekterende laag 20 /·

BAD ORIGINAL

8204809 - 18 - en de tussenlaag 21 in de voorwaartsrichting gepolariseerd, waarbij ladingsdragers vanuit de injekterende laag 20 in de tussenlaag 21 worden geinjekteerd die door de aan de tussenlaag 21 grenzende derde laag 5 van de stroominjektor worden > gekollekteerd.

De derde laag van de stroominjektor vormt tevens de in te stellen basiszone van een der transistors, namelijk van de drielagentransistor 33, 5» 21. Deze in te stellen basis-zone 5 is door tenminste twee gelijkrichtende overgangen, de i pn-overgangen 18 en 19 van de injekterende laag 20 en bus ook van de daarmee verbonden bronaansluitijig 15 gescheiden en kollekteert over de de derde zone 5 begrenzende overgang 19 ladingsdragers vanuit de tussenlaag 21 van de stroominjektor, welke de gewenste instelstroom leveren. Daarbij is deze zone 5 vender met een der sporen l4 van het geleiderpatroon verbonden, via welke verbinding bijvoorbeeld elektrische signalen kunnen worden toe- en/of afgevoerd.

In het onderhavige voorbeeld worden de instelstromen van de overige basiszones 1 tot en met k en 6 tot en met 10 op overeenkomstige wijze met behulp van de injekterende laag 20 en de tussenlaag 21 toegevoerd. Zo vormen bijvoorbeeld de lagen 20, 21 en 10 een stroominjektor voor het toevoeren van instelstroom aan de basiszone 10 van de drielagentransistor 36, .10, 21. Ook deze in te stellen zone 10 is, door twee geli jkrichtende overgangen, de overgangen 38 en 18 van de injekterende laag 20 en de daarmee verbonden ene bronaansluiting 15 gescheiden, Verder kollekteert deze zone 10 ladingsdragers uit de tussenlaag 21 van de stroominjektor over de overgang 38, waarbij de tussenlaag 21 tevens een zone van het schakel-element, in dit geval een der buitenste zones van de drie- w·/^· lagentransistor vormt.

De in·te stellen basiszone 10 van de transistor 36, 10, 21 is verbonden met een verder: drielagentransistor 37, 10, 21. Deze verbinding is inwendig in het halrfgeleiderlichaam 12 gerealisee.rd daardoor dat de zone .10 een voor beide tran- 0

BAD ORIGINAL

8204809 - 19 - , ) sistors gemeenschappelijke basiszone vormt. Daarnaast is de . basiszone 10 ook met een der geleidersporen 14 verbonden, welk- geleiderspoor onder meer van de basiszone 10 naar de drielagentransistor 33, 5, 21 voert.

5 De injekterende laag 20 is een halfgeleiderlaag van hetzelfde ene geleidirigstype als de lagen 1 tot en met 10, die elk een derde of* kollekterende laag van de stroominjektor vormen. Deze lagen 1 tot en met 10 en 20 streklcen zich naast elkaar vanaf de ene zijde van het lichaam waaraan zich het 10 geleiderpatroon bevindt uit in een zelfde gebied 21 van het andere geleidingstype en zijn in het lichaam 12 door dit gebied 21 omgeven.. De in te stellen zones 1 tot en met TO ont-.vangen hun instelstroom door kollektie van ladingsdragers vanuit het gebied 21 welke vanuit een aan de genoemde zijde 15 gelegen laag.van de stroominjektor, namelijk de injekterende laag 20, over de gelijkrichtende overgang 18 in het gebied 21 zijn geinjekteerd.

/ Het in de figuren 1 en 2 getoonde deel van de geln- tegreerde schakeling volgens de uitvinding vormt een meester-20 slaaf flipflop volgens het elektrische schema uitgebeeld in fig. 3* Deze flipflop bevat 16 transistors T22 en mei: T37 verdeeld over acht niet-of-poorten met elk twee ingangen. De . kollektors van deze transistors T22 en rae^ ^37 de fig. 1 en 2 met de korresponderende verwijzingscijfers 22 25 tot en met 37 aangegeven. De basiszones van deze transistors zijn de zones 1 tpt en met 10 waarbij de zones 1, 3» k, 6, 7 en 10 elk een voor twee transistors gemeenschappelijke basis-zone vormen. De emitters van de transistors zijn alle met elkaar verbonden. Zij worden gevormd door de gemeenschappelijke 30 emitterzone 21, die tevens de tussenlaag van de stroorainjek- tor is. De stroominjektor met zijn kollekterende in te stellen zones.1 tot en met 10 is in fig. 3 schematise!! met tien stroombronnen I aangegeven. Het schema van fig. 3 toont verder een elektrische ingang IN, een elektrische uitgang Q en klok-35 pulsaansluitingen CPM en CPS respektievelijk voor de meester «

BAD ORIGINAL

- 20 - en de slaaf, v/aarbij de daarmee korresponderen.de geleiderspo-ren ~\k in fig. 1 op dezelfde wijze zijn aangeduid.

Duidelijkheidshalve wordt opgemerkt, dat de transistor T27 in fig. 3 eigenlijk niet tot de flipflop behoort. In 5 feite vomit de lcollektor van de transistor een uitgang van de flipflop en behoort transistor T^y reeds tot een met die uitgang van de flipflop verbonden verdere poortschakeling. Evenzo ontbreekt in de getoonde geintegreerde schakeling aan de ingang de wel tot de flipflop te relcenen, in fig. 3 ge-i stippeld aangegeven transistor T'^y» die tezamen met de tran sistor T22 een niet-of-ingangspoort van de flipflop vormt.

Dat in de geintegreerde vorm juist de transistors T22 tot en met T^y als bouweehheid bij elkaar zijn gegroepeerd vindt zijn oorzaak in de aangegeven verbinding tussen de bases van l de transistors en T^y· Dankzij deze verbinding kan tran sistor ^37 narnelijk eenvoudig als extra kollektorzone 37 in de basiszone 10 van transistor Tworden gerealiseerd, waar-door een be sparing aan benodigd halfge1eideroppervlak wordt verkregen. Om dezelfde reden is het veeJLal ook gunstiger on de transistor T'^y als een geheel met het direkt aan de flip-flop voorafgaande deel Van de schakeling, bijvoorbeeld een voorafgaande flipflop, uit te voeren.

Toepassing van dergelijke multi-kollektor-transis-tors met een voor twee of meer afzonderlijke kollektors ge-meenschappelijke basiszone heeft een belangrijke vereenvoudi-: ging van de geintegreerde schakeling tot gevolg, onder meer omdat voor een multi-kollektor-transistor met bijvoorbeeld drie kollektors belangrijk minder ruimte aan het halfgelei-deroppervlak nodig is dan voor drie afzonderlijke transistors. Verder is het aantal benodigde aansluitingen voor een multi-kollektor-transistor belangrijk kleiner dan voor een gelijk-waardig aantal afzonderlijke transistors waardoor het bedra-dingspatroon bij multi-kollektor-transistors eenvoudiger is.

De beschreven flipflop is een bijzonder kompakte geintegreerde schakeling onder meer als gevolg van het feit BAD ORIGINAL . _ 8204809 - 21 - ♦ •dat dc toegepaste stroominjektor zeer nauw met de in te stel-len schakelelementen is verbonden. Voor de ,stroominjektor is buiten de gebruikte schakelelementen rnaar een verdere zone, namelijk de injekterende laag 20, en een extra gelijkrichten-5 de overgang, de pn-overgang 18, nodig. De overige lagen van i de stroominjektor vallen samen met reeds voor de schakelelementen zelf benodigde halfgeleiderlagen. Voorts kunnen, zoals in fig. 1 is aangegeven de aansluitingen 15 en 16 aan de in-jekirerende laag 20 en de. tussenlaag 21 van de stroominjektor 10 aan de rand van het lichaam 12 worden aangebraCht. De instel- stromen wordon met de stroominjektor .inwendig via het lichaam toegevoerd. Overigens kan zoals in fig. 2 met de aansluiting ^ 16' schematisch is aangegeven, in het onderhavige voorbeeld voor de aansluiting van de tussenlaag ook het daarvoor ge-15 makkelijker toegankelijke oppervlak 59 dat aan de tegenover- liggende zijde van het lilchaam tegenover het oppervlak Ϊ1 ge-legen is, worden benut.

Een belangrijke bijdrage tot’ de eenvoud en de kom-paktheid van de geintegreerde schalceling is afkomstig van he's 20 feit dat de stroominjektor niet alleen de instelstroom voor de basiszones van de transistor levert, maar ook de voor deze transistors benodigde emitter-kollektor-hoofdstromen. Zo is de basiszone 5 via een geleiderspoor 14 onder meer verbonden met de kollektorzone 29. De transistors en vormen 25 een gelijkstroom-gekoppelde kaskade. Is transistor TpQ gelei- v . dend, dan vloeit de door de 'stroominjektor aan de zone 5 Se~ leverde instelstroom althahs voor een belangrijk deel via het genoemde geleiderspoor als hoofd- en voedingsstroom door de emitter-kollelctorweg van transistor . Op deze wijze worden 30 alle voor de flipflop benodigde instelstromen verieregen met een enkele aangesloten bron 17·

In dit verband wordt voorts opgemerkt, dat mede dank-zij het feit dat de instelstromen door de stroominjektor als stroom worden toegevoerd, de gebruikelijke belastingsimpedan-35 ties in de emitter-kollektor-ketens van de transistors hier

BAD ORIGINAL

8204809 - 22 - overbodig zijn. Oolc dit geeft in het algemeen een aanzien-lijlce ruimtebesparing.

Een ahder belangrijk aspekt is, dat een groot aantal transistors in de schakeling zijn opgenomen, waarvan de emit-5 ters direkt zijn doorverbonden. Deze doorverbonden emitters kunnen als een.gemeenschappelijke emitterzone 21 worden uit-gevoerd, waarbij de voor transistors op zichzelf gebruikelijke, dubbelgediffundeerde drielagenstrulctuur in omgekeerde rich.ting wordt gebruikt. De kleinste zone fungeert als een aan het op-i pervlak gelegen kollektor die op het oppervlak 11 gezien ge- heel op de basiszone ligt en die in het lichaam door de basis-zone is omgeven. Deze basiszone is een bppervlaktezone die rondom de kollektor aan het oppervlak 11 grenst en die zich vanaf dat oppervlak in de tevens als emitter fungerende tus-senlaag 21 uitstrekt. Op zichzelf heeft een op deze wijze ge-bruikte transistorstruktuur een lagere stroomversterkingsfak-tor /3 dan de gebruikelijke niet-geinverteerde transistor.

Voor veel schakelingen is deze lagere stroom versterkingsfak-tor fi echter geen bezwaar en leidt de toepassing van een ..70-meenschappelijke emitterzone in kombinatie met een stroomin-jektor tot een zeer eenvoudige opbouw van de gelntegreerde s:,'. · schakeling, waarbij onder meer geen ruimte voor scheidingszones voor elektrische isolatie van de transistors nodig is en de vervaardiging belangrijk eenvoudiger wordt. Eovendien zullen hieronder nog enkele maatregelen ter verhoging van de stroom-versterkingsfaktor /3 van de gexnverteerde transistorstruktuur Λίοτάβη aangegeven.

Reeds werd vermeld dat de beschreven flipflop geheel wordt bedreven met een enkele aangesloten bron 17· Dit bete-kent onder meer dat tijdens het bedrijf alle spanningen in de schakeling. binnen het trajekt liggen: dat is gegeven met het door de bron 17 aan de aansluitingen 15 en 16 afgegeven potentiaalverschil. Dit poten.tiaalversch.il .staat in de voor-waartsrichting over de pn-overgang 18 tussen de injelcterende laag 20 en de tussenlaag 21. De daardoor in de tussenlaag ge-

BAD ORIGINAL

820 4 80 9 - 23 “ injekteerde ladingsdragers, die in die laag minderheidsladings-dragers zijn kunnen door een gebied van hetzelfde geleidings-type als de injekterende laag 20, bijvoorbeeld de zone 5» wor-den gekollekteerd mits de afstand tussen de laag 20 en de 5 zone 5 niet te groot, in de praktijk van de orde van de dif- fusielengte van de minderheidsladingsdragers iii de tussenlaag, is. Een dergelijlce stroomoverdracht van de injekterende laag 20 naar de in te stellen zone 5 kan plaatsvinden wanneer de overgang 19 tussen derzcne 5 en de tussenlaag 21 in de keer-10 richting is voorgespannen, hetgeen bijvoorbeeld kan worden, beverkstelligd door de zone 5 via een geleiderspoorv 1 h met een punt van geschikte potentiaal te verbinden. In de schake-ling moet dan een tweede spanningsbron worden toegepast.

Zoals belcend behoeft een gelijkrichtende overgang i 15 niet noodzakelijk in de sperrichting te zijn voorgespannen om ladingsdragers te kunnen kollekteren. De gekollekteerde ladingsdragers kunnen een potentiaalverandering van de zone 5 ten gevolge hebben waardoor ook over de overgang 19 een spanning in de voorwaartsrichting komt te staan. Zeker als deze 20 voorwaartsspanning groot genoeg wordt., zal injektie van la dingsdragers over de overgang 19 optreden waardoor er een stroom over de overgang vloeit in een richting tegengesteld aan die van de als gevolg van kollektie· van ladingsdragers over deze overgang vloeiende stroom. De potentiaal van zone 25 5 zal zich zo instellen, dat het verschil van deze beide stro- ·- men gelijk is aan de voor het bedrijven van de transistor 33» 5, 21 benodigde basisinstelstroom, eventueel vermeerdert met de stroom, die via een aansluiting aan de zone 5 afvloeit.

In deze stationaire toestand zal de potentiaal van de zone 5 30 in het algemeen liggen tussen de potentialen van de aanslui- tingen 15 en 16.

Het zal duidelijk zijn, dat in het geval de overgang 19 in de keerrichting wordt bedreven, de drielagentransistor 33, 5, 21 zal worden gebruikt met zone 33 als emitter, zone 5 35 als basis en laag 21 als kollektor, waarbij de basisinstel stroom geheel of gedeeltelijk door de stroominjektor^-wordt

BAD ORIGINAL

8204809 - Zh - geleverd. Ook als over de overgang 19 een spanning in de voorwaartsrichting staat kan de laag 21 als kollektor van de drie-lagentransistor 33» 5» 21 worden gebruikt, namelijk als de overgang 40 tussen de zone 33 en 5 ver genoeg in de vooniaarts-5 richting wordt voorgespannen. Belangrijker is echter, dat als de overgang 19 in de voorwaartsrichting staat, de tussenlaag 21, zoals in net onderhavige voorbeeld, als emitter van de transistor 21, 5» 33 kan fungeren, hetgeen hieronder nader zal worden verduidelijkt.

) In bet onderhavige voorbeeld met de lateraal uitge- voerde stroorainjektor 20, 21, 5 is het gemeenschappelijk li-chaam 12 een n-type halfgeleiderlichaam, dat de tussenlaag van de stroominjektor vormt, waarbij de tussenlaag 21 een , Q.

. laagohmig n-type substraat 21 bevat:, waarop een hoogohmige nr4ype oppervlaktelaag 21 is aangebracht, Alle halfgeleider-zones van de schakeielementen en de stroominjektor grenzen aan het van het substraat 21 afgekeerde oppervlak 11 van de oppervlaktelaag 21 ♦ De injekterende laag 20 en de basiszones 1 tot en met 10 zijn gelijktijdig en met dezelfde doterings-concentratie als p-type oppervlaktezones in de in dit geval epitaxiale oppervlaktelaag 21 aangebracht. Als gevolg van deze betrekkelijk eenvoudige vervaairdigingst echnologie zijn de doteringsconcentraties en de gradienten daarvan in de na-bijheid van de pn-overgangen 18 en 19 praktisch gelijk. Deze gelijlcheid van de beide overgangen 18 en 19 schijnt het gebruik van de tussenlaag 21 als emitter van de npn-transistor 21, 5> 33 uit te sluiten. Immers, de overgarig 18 vormt de injekterende overgang van de stroominjektor waardpor aan deze overgang de stroom in de voorwaartsrichting met het oog op een redelijke efficiency zoveel mogelijk uit 'gaten moet bestaan, terwijl ora dezelfde reden aan de overgang 19» als emitter-basis-over-gang van de transistor, de:stroom in de voorwaartsrichting zoveel mogelijk uit elektronen moet bestaan. Met andere woor-den omdat de epitaxiale laag 21 tussenlaag van de stroomin-jektor is zou de doteringsconcentratie laag moeten zijn, ter- / BAD °g'fW 8 0 9 - 25 - . } wijl voor deze epitaxiale laag als emitter van de transistor juist een hoge doteringsconcentratie gevenst is.

Om nu de tussenlaag 21 van de stroominjektor toch als emitter van de transistor te kunnen gebruiken is gebruik 5 gemaakt van het feit, dat de verhouding tussen de elektronen- en de gatenstroom bij een injekterende overgang niet alleen van de met de doteringsconcentraties en de spanning over die overgang gegeven minderheidsladingsdragersconcentraties aan beide.zijden van die overgang afhankelijk is maar eigenlijlc 10 bepaald is door de gradienten van die minderheidsladingsdra- gerconcentraties. Deze concentratiegradienten zijn onder meer afhanlcelijk van de aanwezigheid van een kollekterende over-^ gang zoals de basis-kollektor-overgang 40 en de afstand van -1 deze overgang kO tot de Injekterende overgang 19* In de na- 15 bijheid van de kollekterende overgang kO is,, aihankelijk van de voorspanning over deze overgang, de minderheidsladingsdrar -gersconcentratie in de basiszone 5 als gevolg van de kollekterende werking van deze overgang 40 gering. Is de afstand tussen de overgangen bO en 19 kleiner dan een of* enkele dif-20 fusielengten van de minderheidsladingsdragers in de basiszone 5 dan resulteert de kollekterende werking van de overgang 40 in een vergroting van de gradient van de minderheidsladings-dragersconcentratie. Dit effekt kan ook worden beschreven als een verkorting van de effektieve weglengte.van de minderheids-25 ladingsdragers in de basiszone 5* Met de keuze van de spanning over de overgang ho in verge!ijking tot die over de overgang 19 en/of de afstand tussen de overgangen 19 en 40 in verge-lijlcihg tot die tussen de overgangen 18 en 19 kan daardoor worden bewerkstelligd, dat de voorwaartsstroom over de over-30 gang 18 grotendeels uit gaten bestaat, terwijl de voorwaarts- 1 stroom over de overgang 19 ondanks de voor een emitter rela-tief lage doteringsconcentratie vaxi de laag 21, grotendeels uit elektronen bestaat. De verkorte efTektieve weglengte van de elektronen in de basiszone 5 moet kleiner zijn dan die van 35 de gaten in de tussenlaag 21 *

BAD ORIGINAL

8204809 - 26 -

Zoals reeds vermeld is de onderhavige flipflop opge-bouwd uit een aantal niet-of-poorten (NOR-gates) die uit een aantal transistors bestaan waarvan de emitter-kollektor-wegen parallel geschakeld zijn. Fig. 4 toont een dergelijke niet-of-poort bestaande uit twee of raeer poorttransistors. , T^1 ...

De poorttransistors worden gevolgd door een volgtransistor T^g·' De ingangen A, B, .... van de poorttransistors T^q·, ...

worden gevormd door de basiselektroden van de transistors T4o, T4t’ ······· terwijl hun emitter-kollektor-wegen zijn 1 overbrugd door de emitter-basis-weg van de volgtransistor

De stroominjektoi" is schematisch met stroombronnen , , en 1^2 en bijbehorende polariteiten tussen de bases en de emitters aangegeven. De transistor T·^ zal alleen danrstroom geleiden (tengevolge van de in de voorwaartsrichting werkzame stroombron 1^) indien noch de transistor noch de tran sistor T^.j geleidt, dit is indien zowel aan de ingang A als aan de ingang B aardpotentiaal heerst of althans een spanning ten opzichte van de emitter aanwezig is, die lager is dan de inwendige basisingangsdrempelspanning van de transistors-. respektievelijk . De stroraen van de bronnen I^0 en vloeien dan naar aarde af en aangezien transistor gelei- dend is zal de spanning aan diens kollektor (punt D) praktisch tot aardpotentiaal zijn gedaald. Wordt aan een of meer der ingangen A en B de basisingangsdrempelspanning wel overschre- i den, dan zal de stroom van de bron I^g over ^e dan geleidende ingangstransistor(s) worden afgeleid, zodat voor de basis van de transistor T^2 te weinig stroom overblijft om deze transistor stroom te doen geleiden. De stroominjektor levert dus als de aangegeven stroombron I^2 de voeding van de hoofdstroom-baan van de transistors T^, .... terwijl de basis-emitter- overgang van de transistor de belastingsimpodantie van deze transistors vormt.

In veel schalcelingen zullen tussen het punt C en aarde meer dan twee poorttransistors en met hun koliek-tor-emitter-wegen zijn geschakeld (fan-in), terwijl tussen /*

BAD ORIGINAL

8204809 .-27- deze punten ook meerdere transistors met hun basis-emitter-weg, zoals transistor » zullen zijn aangesloten. De punten A respektievelijk B zijn dan bijvoorbeeld verbonden met de uitgangen C1 van voorafgaande soortgelijke poortschalcelingen 5 terwijl de uitgang C van de getekende poortschakeling naar meerdere ingangen A’ of* B' van opvolgende soortgelijke poort-schakelingen zal voeren. Daarbij is de fan-out begrensd door ' de kollektor-basisstroomversterkingsfaktor β van de gebezigde transistors.

10 Uit het voorgaande zal duidelijk zijn dat in derge- lijke schakelingen·naast transistors die geleidend zijn en waarvan de emitter-basis-spanning boven de drempelspanning ♦ ligt, niet-geleidende transistors voorkomen waarvan de emitter-basis -weg praktisch is kortgesloten. Dit betekent, dat 15 in een geintegreerde schakeling als weergegeven in fig. 1 ge- raakkelijk parasitaire transistorwerking tussen verschillende basiszones, bijvoorbeeld de basiszones 4 en 5> kan optreden { .

als de afstand tussen deze zones niet te groot is. In verband hiermee strekt zich tussen deze twee in te stellen basiszones 20 4 en 5 een. tot de tussenlaag 21 behorende, dus eveneens n-typs oppcrvlaktezone 21 uit, die hoger gedoteerd is dan de basis-zones 4 en 5· Uit overwegingen van ruimtebesparing grenst deze C ' hoger gedoteerde oppervlaktezone 21 direkt aan de elektrisch

J. Q

te scheiden basiszones. Echter ook als deze n -zone 21 op a 25 enige afstand van de te scheiden basiszones is gelegen wordt de eventuole parasitaire transistorwerking effektief onder-drukt.

In het onderhavige voorbeeld bevindt zich de opper-c vlaktezone 21 niet alleen tussen de te scheiden basiszones 30.^ maar is elk der basiszones 1 tot en met 10 aan het oppervlak 11 praktisch geheel omgeven door een kombinatie bestaande uit een deel van de injekterende laag 20 en de hoger gedoteerde zone 21°. Elk der basiszones is aan drie zijden omgeven door c een U-vormig gedeelte van de zone 21 . In de doorsnede vol- 3'5 gens fig. 5 is te zien dat aan het oppervlak 11 aan beide

BAD ORIGINAL

8204 8 0 9 - 28 -

zijden van de injekterende laag 20 nog een lcleine opening aan-vezig is tussen de overgang 18 en de duidelijkheidshalve in fig. 1 niet aangegeven n+-n-overgang 44 gevormd tussen de laagohmige U-vormige gedeelten van de zone 21° en het aangren-zende hoogohmige deel 2113 van de tussenlaag. J

Met deze omringing wordt bereikt dat elk der basis-zones 1 tot en met 10 zich uitstrekt in, altlians grenst aan een betrelckelijk klein n-type gebied dat voorzover grenzend aan n-type materiaal praktisoh geheel is opgesloten binnen de n+-n-overgang 44 en de n+-n-overgang 45 tussen het substraat 0 Id ± 21 en de epitaxiale laag 21 . Deze n -n-overgangen vormen

Id een barriere voor. de in de epitaxiale laag 21 aanwezige ga-ten waardoor de in een dergelijk omsloten deel door de injekterende laag 20 of de basiszone 5 geinjekteerde gaten minder gemakkelijk naar vender van de overgangen 18 en 19 af gelegen delen van de n-type tussenlaag 21 afvloeien. Deze vergroting van eff'ektieve weglengte van gaten in het aan de basiszone 5 grenzende deel van de epitaxiale laag 21^* heeft evenals de eerder genoemde verkorting van de eff'ektieve weglengte van de eiektronen in de basiszone, dus aan de andere zijde van de overgang 19, sen verhoging van de stroomversterkingsfaktor β van de drielagentransistor 21, 5> 33 tot gevolg. In verband met het bovenstaande is het aan de basiszone 5 grenzende n-type gebied 21° bijvoorkeur zo volledig mogelijk omsloten. Voorfcs is dit gebied 21 bij voorkeur zo klein mogelijk ten-einde ook het verlies aan minderheidsiadingsdragers door re- kombinatie te beperken. Bij voorkeur reiken de basiszones en | 0 de injekterende laag 20 tot aan het n -substraat 21 , althans tot aan een n+-laag. Dit heeft bovendien het voordeel, dat de injektie van de injekterende laag 20. hoof dzakel.i jk in laterale richting langs het oppervlak 11 zal plaatsvinden. Is de dikte van deze zones.geringer dan die van de oppervlaktelaag 21^5 dan reikt de n -oppervlaktezone 21 bij voorkeur tov aan of 0 tot in het substraat 21 . Hoewel kleine openingen in de om ringing een betrelckelijk gering nadelig effekt hebben grenst

BAD ORIGINAL

8204809 - 29 - de n+-oppervlaktezone aan het oppervlak 11 bij voorkeur direkt aan de injektereiide laag 20. De aanwezigheid van de in fig. 5 getoonde opening aan beide zijden van de injekterende laag houdt meer verband met de wijze van vervaardiging van de ge-5 integreerde schakeling dan met het beoogde effekt van de om- ringing.

- Afhankelijk van -de wijze van vervaardiging kunnen verliezen door oppervlakterekombinatie een meer of minder be-langrijke rol spelen. Zijn de eigenschappen van het halfge-10 leideroppervlak 11 en de overgang tussen dit oppervlak en de isolerende laag 13 van dien aard, dat de oppervlakterekombi-natiesnelheid relatief hoog is, dan kan wanneer de in te stel-len zone bijvoorbeeld uniform gedoteerd is, bijvoorbeeld deel is van een epitaxiale laag, de stroomversterkingsfaktor van 15 de transistor verhoogd worden door althans in het aan het halfgeleideroppervlak grenzende deel van de in te stellen basiszone een gradient in de dote’ringsconcentratie aan te brengen, waarbij de concentratie in een richting dwars op het halfgeleideroppervlak vanaf het oppervlak afneemt. Het resul-20 rerende driftveld houdt dan de minde-rheidsladingsdragers -we.··; van het oppervlak.v^1c niet direkt aan de basiszone maar reikt het gebied 21^ daartussen tot aan het oppervlak, dan is om » .

dezelfde reden.een overeenkomstige concentratiegradient in de aan het halfgeleideroppervlak grenzende laag van het ge-25 bied 21^ gewenst. Een dergelijke gradient in het gebied 21^ kan bijvoorbeeld eenvoadig worden verkregen tegelijk met het aanbrengen van de meestal gediffundeerde kollektorzone 33*

Be injekterende laag 20 heeft de vorm van een band-vormige oppervlaktezone waarlangs aan beide zijden nieerdere 30 daarvan ges.cheiden in te stellen basiszones 1 tot en met 10 naast elkaar gelegen zijn. Met eenzelfde injekterende laag kunnen zo een gronot aantal in te stellen zones van instel-stroom worden voorzien. De serieweerstand van een dergelijke langgerekte injekterende laag 20 kan worden verminderd met 35 behulp van een doorlopend of. onderbroken geleiderspoor 46.

/"Grenst de oppervlaktezone

BAD ORIGINAL

820 4 809 - 30 -

Fig. 6 toont een dwarsdoorsnede van een tweede uit-voeringsvoorbeeld van de geintegreerde schakeling volgens de uitvinding. Het gemeenschappelijke lichaam 60 bevat een strocm-injektor met vijf opeenvolgende lagen 61, 62&, 63» 62^, 64 die door gelijkrichtenda overgangen 65, 66; 67 en 68 van el-kaar zijn gescheiden. Zoals aan de hand van het voorgaande «voorbeeld reeds werd beschreven kan de derde laag 63 van de stroominjektor door injektie van ladingsdragers uit de injek- * terende laag 61 een potentiaal aannemen waarbij de overgang 66 .en 00k de overgang 67 in de voorwaartsrichting komen te staan; Dit betekent dat de tweede of tussenlaag 62 ladingsdragers in de derde laag 63 kan injekteren, die door de vier-:de laag 62^ kunnen worden gekollekteerd alsmede dat de derde laag 63 op zijn beurt ladingsdragers kan injekteren in de vierde laag 62 die daaruit, indien een vijfde laag 6k aan-.wezig is, door deze laag over de deze laag 6k begrenzende overgang 68 kunnen worden gekollekteerd. In het onderhav'ige .voorbeeld vormt de vijfde laag 64 van de stroominjektor te-vens de in te stellen basiszone van een bipolaire transistor die hijvoorbeeld kan worden gevormd door de lagen 69. 64 en 70.

De genoemde lagen van de stroominjektor en van de transistor kunnen bijvoorbeeld zijn aangebracht in een duime halfgeleiderlaag die zich op een isolerend.'-substraat bevindt waarbij de vijf lagen van de stroominjektor zich bijvoorbeeld over de gehele dikte van deze halfgeleiderlaag uitstrekken.

In het getoonde voorbeeld vormen de tussenlaag 62 en de vier-de laag 62 in het lichaam een aaneengesloten gebied van het-zelfde geleidingst)rpe. De overige delen van dit gebied zijn in fig. 6 aangegeven met 62 tot en met 62". Dit gebied be-hoort althans grotendeels tot een epitaxiale laag 62 van het ene geleidingstype die is aangebracht op een halfgeleidersub-straat 71 van het andere geleidingstype . waarbij het genoerr.de gebied, verder eiland genoemd, met behulp van scheidingszones 72 van het andere geleidingstype van de overige delen van de

BAD ORIGINAL

8204809 - 31 - epitaxiale laag 62 is gescheiden. Het eiland bezit een begra- f . ven laag 62 van het ene geleidingstype met een doterings- concentratie die hoger is dan de oorspronkelijke concentratie van epitaxiale laag 62. Deze begraven laag bevindt zich aan 5 en in de nabije oingeving van het grensvlak'van het substraat en de epitaxiale laag.! De lagen 61, 63 en 64 van de stroom- injektor zijn oppervlaktezones die vanaf het oppervlak 73 tot % aan de begraven laag 62 reiken. Daardoor is de diffusiespanning asm die delen van de pn-overgangen tussen de injekterende 10 laag 62 en de derde laag 63 enerzijds en het eiland anderzijds die praktisch evenwijdig aan het oppervlak 73 zijn, groter dan die van de delen 65, 66 en 67 van deze overgangen. Bij gevolg zal de injektie van de ladingsdragers door de lagen 61 en 63 bij voorkeur in laterale richting praktisch evenvij- 15 dig aan het oppervlak 73 plaatsvinden. Bovendien zijn de la- sl b gen 62 en 62 waarin die injektie plaatsvindt zeer klein zodat zoals eerder beschreven relatief veinig gexnjekteerde ladingsdragers in het eiland verloren gaan.

Ook in dit voorbeeld is de kombinatie van stroomin-20 jektor en schakelelement zoveel mogelijk omringd om de af- vloeixng van minderheidsladingsdragers in laterale richting ;te beperken. Aan de injekterende laag grenst een laagohmige .: zone 62 die tot het eiland behoort. De zone 62 dient 02η de injektie van ladingsdragers van de injekterende laag in late-25 rale richting aan de van de in te stellen zone afgekeerde zijde van de injekterende laag door verhoging van de difTu-siespanning te beperken."De zone 62e dient tevens als kon-taktzone voor de aansluiting 74 voor de ene polariteit van een uitvendige bron 75 aan de tussenlaag 62a van de stroom-30 injektor.

De gevenste omringing van de in te stellen basis-zone 64 is in dit geval verkregen met behulp van een althans gedeeltelijk in het lichaam 60 verzonken isolerende laag 76, die zich vanaf het oppervlak 73 in de halfgeleiderlaag 62 35 waarin zich de in te stellen zones bevinden uitstrekt. In dit voorbeeld strekt de isolerende laag J6 zich slechts over

BAD ORIGINAL

8204809 - 32 - een deel van de dikte van de laag 62 uit. Deze verzonken iso-lerende laag 76 omgeeft de basiszone 6k grotendeels en sluit zoveel mogelijk aan op de derde laag 63, de injekterende laag 61 of de zone 62e al naar gelang met de derde laag 63 en/cf injekterende laag 61 aan meerdere naast elkaar gelegen in te stellen zones tegelijk instelstroom wordt toegevoerd dan vel alleen aan de basiszone 6k.

Λ

De injekterende laag 61 is van een schematische aan- gegeven aansluiting 77 voor de andere polariteit van de bron 75 voorzien. Voorts is de getoonde stroominjektor voorzien van middelen voor het besturen of instellen van de door de in te stellen basiszone 6k te ontvangen instelstroom. Een :dergelijke bestirring kan bijvoorbeeld worden verkregen met i a een op de isolerende laag 78 boven de tussenlaag 62 en/of de vierde laag 62^ aan te. brengen geisoleerde elektrode ifaar-van de potentiaal de rekombinatie van de minderheidsladings-'dragers aan het oppervlak van deze lagen belnvloedt. Xn het bnderhavige voorbeeld is een andere mogelijlcheid tot bestu-ring van de instelstroom toegepast, namelijk bestirring door het onttrekken van stroom aan de derde laag 63 van de stroominjektor. Deze derde laag 63 is daartoe van een geleidende aansluiting 79 voorzien. Wordt de derde laag bijvoorbeeld via deze aansluiting met de vierde laag 62^3 of de tussenlaag 62a kortgesloten, dan zal de spanning over de overgangen 66 en 67 zo gering zijn, dat de derde laag 63 wel kollekteert, maar dat geen of praktisch geen injektie vanuit de derde laag optreedt zodat de basiszone 6k geen instelstroom krijgt toegevoerd. Een dergelijke situatie waarin ee:i o£ meer schakei-elementen van de schakeling geen instelstroom van de stroominjektor ontvangen kan permanent gewenst zijn, in welk geval de overgang 66 en/of de overgang 67 eenvoudig aan het oppervlak 73 met een geleidende laag kan worden kortgesloten. De instelstroom voor de basiszone 6k kan echter 00k tijdelijk in- of uitgeschakeld worden wanneer bijvoorbeeld tussen de aansluitingen 79 en 7^ een elektronisehe schakelaar wordt

BAD ORIGINAL

8204809 - 33 - aangebracht. Een dergelijke schakelaar is in fig. 6 schema-tisch aangegeven met de transistor 80 waarvan de basis 8l bijvoorbeeld door een vender deel van de schakeling kan worden bestuurd en die eenvoudig in het lichaam 60 kan worden geln-5 iegreerd. Via de transistor 80 kan natuurlijk ook slechts een deel van de door de stroominjektor vloeiende, als instel-stroom beschikbare stroom worden afgevoerd.

Het eerder genoemde eiland dat de lagen van de stroom-injektor bevat kan een voor een aantal transistors gemeen-TO schappelijke emitterzone vormen. De getoonde transistor is dan een multikollektor-transistor met twee kollektors 69 en 70. De injekterende laag 61 is bijvoorbeeld bandvormig waar-,.· bij langs deze bandvormige oppervlaktezone meerdere in de - getekende doorsnede niet zichtbare basiszones naast elkaar 15 gerangschikt zijn. Een of meer van deze basiszones kunnen met· de injekterende laag 61 en de door het eiland gevormde tussen-laag, die gemeenschappelijk zijn, bijvoorbeeld een drielagen-stroominjektor vormen. Een of meer andere basiszones, waar-onder de zone 6k maken deel uit van een vijflagenstroominjek-20 tor doordat zich tussen de gemeenschappelijke injekterende laag 61 en de betreffende basiszones de laag 63 uitstrekt. De !laag 63 kan voor deze in te stellen basiszones gemeenschap-pelijk zijn maar ook uit afzonderlijke van elkaar gescheiden delen bestaan zodat de instelstroom voor elk van deze basis-25 zones afzonderlijk bestuurd kan worden.

Behalve het getoonde eiland waarin de stroominjektor en een of meer transistors zijn aangebracht kan de gexn-tegreerde schaikeling nog andere van elkaar gexsoleerde eilan-den bevatten, waarin op overeenkomstige xv'ijze schakelelementen 30 zijn aangebracht. Ook kunnen zich in een of meer eilanden.

' schakelelementcn bevinden die op gebruikelijke wijze en zon-der toepassing van een stroominjektor van instelstroom worden voorzien.

Een "belangrijk voordeel van de beschreven pocrtscha-35 keling volgens de uitvinding is dat die met zeer lage stromen

BAD ORIGINAL

820 4 8 0 9 - 34 - en spanningen dus met geringe dissipatie lean worden bedreven. De geringe grootte van deze Iogische signaalspanningen en/of -stromen betekent echter dat bij kombinatie in een groter ge-heel met andersoortige Iogische schakelingen, bijvoorbeeld TTL- of MOST-schakelingen, een aanpassing van de signaalgroot-te moet plaatsvinden. Een dergelijke aanpassing kan bijzonder •feenvoudig met een omkeertransistor of een als emittervolger geschakelde transistor worden verkregen. Zo kan bijvoorbeeld de transistor in' fig. 3 een extra omkeertransistor zijn vaarvan de kollektor bijvoorbeeld via een veerstand is ver-bonden met een punt van relatief hoge positieve potentiaal.

De spanningsvariaties aan de uitgang Q kunnen dan belangrijk groter zijn dan"die aan de eigenlijke uitgang van de flipflop, de kollektor van de transistor · De transistor gevormd door de lagen 21, 10 en 37 kan ook worden gebruikt met de oppervlaktezone 37 als emitter en de laag 21 als kollektor.

In dat geval vormt deze transistor een emittervolger. De emit-terzone 37 kan bijvoorbeeld via een weerstand naar eeh punt van relatief hoge negatieve potentiaal voeren. Een dergelijke aan de uitgang van de schakeling te gebruilcen emittervolger toont fig. 7 als de met de uitgangsklem U verbonden transistor Typ* De transistor is bijvoorbeeld een der transis tors van een poortschakeling of een toegevoegde omlceertran-sistor afhankelijk van het gewenste uitgangssignaal. In dit voorbeeld •wordt het Iogische signaal van geringe grootte niet rechtstreeks aan de basis van de uitgangstransistor Typ toe-gevoerd, maar via de emitter-kollektor-weg van een komplemen-taire transistor , waardoor meer spanning kan worden opge- nomen en minder gevaar voor doorslag bestaat. Een andere mo-gelijkheid is dat het uitgangssignaal van de kollektor 99 van transistor wordt afgenomen, in welk geval transistor

Ty0 kan worden weggelaten.

Fig. 8 toont hoe de schakeling volgens fig. 7 in de gexntegreerde schakeling volgens de uitvinding kan worden op-genomen. Het gemeenschappelijk lichaam heeft een laagohmig bad original 8204809 - 35 - t n-type halfgeleidersubstraat 90 met een hoogohmige n-type oppervlaktelaag 91 waarin een aantal p-type oppervlaktezones , zijn aangebracht die tot aan de grens tussen/iiet substraat 90 en de oppervlaktelaag 91 reiken. Het lichaam is voorzien van 5 een stroominjektor met een p-type injekterende laag 92 een n-type tussenlaag gevormd door het substraat 90 en de opper-*vlaktelaag 91 en tvee p-type in te stellen zones, namelijk de emitterzone 93 van transistor T^2 en de basbszone 9k van transistor T,.^. Deze stroominjektor is in fig. 7 met de beide 10 stroombronnen en I^2 aangegeven.

Het n-type lichaam vorrat tegelijkertijd de emitter van transistor , de basis van transistor T^2 en de kollek-^ tor / van . transistor T^V Verder heeft de transistor een aansluiting 95 op de basiszone 9k en een n-type kollektorzone 15 96 die via een op de isolerende laag 97 gelegen geleiderspoor 98 is verbonden met de «.emitter van transistor T^2· De kollek-jtor van transistor T^,2 wordt gevormd door de p-type zone 99 die tevens de basiszone van transistor is. Transistor T^q heeft verder nog een met de uitgangsklem U verbonden n-t3rpe 20 emitterzone 100. Aan de p-type zones 9k en 99 grenzen hoog gedoteerde n-type zones 101 om het eerdergenoemde ladings-verlies te beperken.

De injekterende laag 92 en de tussenlaag 90, 91 van de stroominjektor zijn verbonden met een bron 102. De stroora-25 injektor levert enerzijds de.basisinstelstroom voor. transistor en anderzijds de hoofd- of voedingsstroom voor de emitter-kollektor-veg van transistor T^2 via het lichaam of die voor· de emitter-kollektor-weg van transistor T^1 via het spoor 98. Als transistor geleidend is zijn de transistors 30 T^2 an niet-geleidend, de laatste omdat door het niet-ge- leidend zijn van transistor T^2 geen basisstroom beschikbaar is. De spanning aan de klem U is dan praktisch gelijk aan -V. Als transistor T^ niet-geleidend is vloeit de stroom van stroombron I^2 via transistor als basisstroom naar tran- 35= sistor Tjq. Transistor is geleidend en de spanning aan BAD ORIGINAL ' 8204809 - 36 - klem U is praktisch nul of althans klein in vergelijking tot de spanning -V.

Fig, 9 toont een ander voorbeeld van een geintegreer-de .schakeling met komplementaire transistors. Het halfgelei-derlichaam heeft een substraat 105 en een epitaxiale laag 106. In de epitaxiale laag bevindt zicli een oppervlaktezone 107 ,van tegengesteld geleidingstype die tegelijk de basiszone van een vertikale transistor en de emitter van een laterale komplementaire transistor vormt. De vertikale transistor heeft een emitter 105» 106, een basis 107 en een kollektor 108, welke laatste in dit geval wordt gevormd door een metaal-be-vattende laag, bijvoorbeeld een aluminiumlaag, die op de ba-isiszone is aangebracht en die met die basiszone een Schottlcy-overgang vormt. In verband met de vorming van deze Schottky-. overgang is de oppervlakteconcentratie van de dotering in de basiszone in dit geval kleiner dan 10 ' a 10 atomen/cm3.

De Schottky-overgang 109 is de kollektor-basis-overga-ng van de transistor. De laterale transistor omvat een emitterzone 107, een basiszone 105, 106 en een kollektorzone 110. De zones 107 en 110 zijn twee in te stellen zones die samen met de door het lichaam 105, 106 gevormde tussenlaag en de injekteren-de laag 111 een drielagenstroominjektor vormen. Beide laatst-genoemde lagen zijn verbonden met een bron 112 voor het toe-voeren van instelstroom. Tussen de kollektors 108 en 110 is een schematisch aangegeven verbinding 113 aanwezig, tervijl de zone 107 van een aansluiting b is voorzien.

Het elektrische vervangingsschema van deze geinte-greerde schalceling is in fig. 10 getoond, waarbij de verti-. kale transistor 106, 107, 108 is voorgesteld door T^q en de laterale transistor 107, 106, 110 door De stroominjektor is ook hier veergegeven met twee stroombronnen I^Q en 1^^.

De door de stroominjektor aan de basis van Τ^0 toe-gevoerde stroom zal deze transistor in geleiding brengen.

Als gevolg zal de door de stroominjektor via het lichaam aan de kollektorzone van de transistor toegevoerde stroom in BAD ORIGINAL „ n 8204809 - 37 - » . hoofdzaak van daar via de verbinding 113 door de kollektor- emitter-weg van transistor T^q vloeien. Hierdoor daalt de ;spanning aan de kollektor van transistor beneden de spanning aan de elektrode b van de transistor waardoor over 5 de laterale transistor TQ1 stroom gaat vloeien die onttrokken y > wordt aan de door de stroorainjektor aan de basiszone 107 toe- gevoerde ins tel stroom. Uiteindeli'jk zal daarbij een toestand

Vorden bereikt waarin nog slechts een geringe fraktie van de .aan de zone 107 toege-yoerde instelstroom als basisstroom door 10 de transistor vloeit en wel zo weinig dat deze transistor :in zijn lineaire werkgebied komt te staan. Bij een dergelijke ^instelling vindt niet meer ladingsopslag (storage) plaats .dan juist. nodig is om de transistor in zijn sterk geleidende / : / toestand te bedrijven.

15 Ook andere lineaire schakelingen zijn eenvoudig te vervez-enlijken. Bijvoorbeeld een lineaire versterker waarvan bet vervangingsschema in fig. 11 is weergegeven. Deze bevat idrie transistors ^111 en ^112* kollektor c van de eerste transistor is verbonden met de basis b van de tweede, 20 diens kollektor met de basis van de derde transistor, terwijl tenslotte de kollektor van de. derde transistor via een gelijk- stroomdoorlatende keten die een luidspreker of telefoon L en een mikrofoon M bevat, met de basis van de eerste transistor is verbonden. De kondensator C dient ter onderdrukking van 25 wisselstroomtegenkoppeling. Door de geli jkstroorategenlcoppe- ling via genoemde gelijkstroomdoorlatende keten zal weer, evenals aan de hand van fig. ;-9 en 10 besclireven, nog slechts zoveel basisstroom voor ieder der transistors ter beschikking koraen (waarbij de rest van de stroom van de bronnen 3& ^111 en ^112 over de kollektor-eraitter-keten van de vooraf- gaande transistor in de kaskade afvloeit) dat deze transistors in hun lineaire werkgebied worden ingesteld. Op deze wijze wordt een uitermate eenvoudige versterker bijvoorbeeld voor hoorapparaten verkregen.

35; In. de gezntegreerde schakeling kunnen de basiszones

BAD ORIGINAL

8204809 - 38 - van de transistors T^q, ^ en T^2 op soortgelijke wijze als beschreven aan de hand van fig. 1 naast elkaar langs een bandvormige injekterende laag worden aangebracht. Een andere mogelijkheid is om in plaats van een laterale stroominjektor i een stroominjektor in vertikale uitvoering toe te passen.

Het principe van een dergelijke uitvoering toont fig. 12. De geintegreerde schakeling heeft een halfgeleider-jLaag 180, bijvoorbeeld een n-type laag die bijvoorbeeld deel kan zijn van een substraat van de schakeling. Aan een zijde van deze laag bevindt zich een injekterend kontakt in de vorm van de p-type laag 181. Tussen de laag 180 en het injekterende kontakt 181 is een bron 182 aangesloten waarmee de gelijk-richtende overgang tussen laag en kontakt in de voorwaarts-richting is voorgespannenr De daardoor in de laag 180 gein-jekteerde ladingsdragers, in dit geval gaten, kunnen mits de laag niet te dik is, bijvoorbeeld niet dikker dan een diffu-sielengte, de tegenover het injekterende kontakt aan de andere zijde van de laag 180 gelegen p-type laag 183 bereiken. De laag 183 neemt daardoor een positieve potentiaal aan ten op-zichte van de n-type laag 180. Op deze wijze is aan de tegen-overliggende zijde van de laag 180 een energiebron verkregen, die stropm kan leveren en die met een of meer schakelelementen, bijvoorbeeld het schakelelement 184, kan worden verbonden.

Deze verbinding kan via een geleider I85 of 00k Ada een in-wendige, in het halfgeleiderlichaam gelegen verbinding worden verkregen.

Vordt verder een verbinding tussen het schakelele-ment 1<?4 en de laag 180 aangebracht dan kan de stroom van de stroominjektor, bijvoorbeeld als voedingsstroom, door het schakelelement vloeien. Een dergelijlce verbinding kan weer via een geleider worden verkregen of bijvoorbeeld 00k door-dat de laag 180 zelf deel uitmaakt van het schakelelement 184. Bijvoorbeeld is het- schakelelement een transistor, waarvan de emitter gevormd wordt door de laag 180. De transistor heeft verder de schematisch aangegeven basiszone 186 en kol- BAD ORIGINAL n 82(3 4 8 0 9 - 39 - lektorzone 187. Ook kan de laag 180 een voor een aantal transistors in geaarde eraitterschakeling gemeenschappelijke emit-terzone zijn.

Door tegenover de basiszone 186 een in de figuur ge- 5 stippeld* aangegeven tweede injekterend kontakt 188 aan te brengen wordt een tweede stroominjektor 188, 180, 186 ver- kregen, die de benodigde basisinstelstroom kan leveren. Op * deze wijze wordt alle instelstroom voor de transistor met be-*.hulp van eenzelfde uitwendige bron 182 via stroominjektors IQ toegevoerd, waarbij voor deze stroomtoevoer aan de zijde van de laag waar zich de schalcelelementen bevinden praktisch geen bedrading nodig is. Bovendien kan de laag 180 geaard zijn, - . · waarbij de instelstroom dwars door de geaarde laag 180 heen aan het schalcelelement wordt toegevoerd.

15 Mede aan de hand van enkele der volgende voorbeelden •zal het in fig. 12 getoonde principe nog nader worden beschre-;ven en verduidelijkt.

Zoals reeds vermeld kan bij integratie van de scha-keling volgens fig. 11 een vertikale stroominjektor worden 20 toegepast. De gexntegreerde schakeling kan dan de vorm hebben zoals aangegeven in fig. 13·

Ook in dit geval zijn de transistors naast elkaar aan een zijde 120 van een gemeenscliappelijlc lichaam 121 aan-' gebracht. Halfgeleiderzones van deze transistors zijn verbon-r 25 den met een patroon van geleidersporen 122, 123 en 124. Dit patroon.heeft een ingang voor elektrische signalen, namelijk het spoor 122 waarlangs de van de microfoon M afkomstige in-gangssignalen aan de basis 125 van de eerste transistor worden toegevoerd. Verder heeft het patroon een nitgang, het 30' spoor 124 waarlangs de versterkte uitgangssignalen van de derde transistor naar de luidspreker L worden toegevoerd. De sporen 123 verbinden een kollektorzone 126 met de basiszone 125 van de daaropvolgende transistor.

De transistors hebben voorts een gemeenschappelijke 3i5£ emitterzohe gevonnd door een epitaxiale laag 127 van het ene BADmeo9 - ho - geleidingstype die is aangebracht 6p een substraat 128 van het andere geleidingstype.

Het lichaam 121 heeft een stroominjektor waarvan de injekterende laag, die wordt gevormd door het substraat 128 aan de tegenover de zijde 120 liggende zijde 129 van het lichaam grenst en waarvan een door twee gelijkrichtende over-«gangen 130 en 131 van de injekterende laag 128 en de daarmee verbonden bronaansluiting 132 van de bron 133 gescheiden laag 123 zich tegenover de injekterende laag 128 aan de zijde 120 uitstrekt, .waarbij deze' tegenover-liggende laag 125 over een deze laag begrenzende overgang 131 ladingsdragers vanuit een aangrenzende laag 127 van de stroominjektor kollekteert en zo stroon>6ntvangt, die als instelstroom voor de basis van de transistor en eventueel voor de daarmee verbonden kollektor van de voorafgaande transistor dient. De epitaxiale laag 127, die tegelijkertijd de gemeenschappelijke eraitterzone van de transistors en de tussenlaag van de stroominjektor yormt, is voorzien van een bronaansluiting 13^ voor de andere polariteit van de bron 133·

In dit voorbeeld is de tussenlaag 127 van de stroom-injektor als referentiepotentiaalvlak voor de versterkerscha-keling uitgevoerd. Dit vlak, dat aan een referentiepotentiaal, bijvoorbeeld aari aarde kan worden gelegd scheidt alle met de stroominjektor van instelstroom te voorzien zones 125 van de aan de zijde 120 gelegen transistors van de aan de tegenover- · liggende zijde 129 gelegen injekterende laag 128. Op deze wijze wordt een elektrische afscherming verkregen waarbij de beno-digde instelstroom dvars door de meestal geaarde laag 127 been direkt aan de betreffende in te stellen zone wordt toegevoerd.

De tussenlaag 127 heeft hoger gedoteerde deelzones van hetzelfde geleidingstype gevormd door een begraven laag 135 en een opstaande wand 136 die vanaf het oppervlak 120 tofc aan de begraven laag 135 reikt. Deze opstaande wand 136 kan 00k geheel of gedeeltelijk worden gevormd door een verzonken isolerende laag.

“iiwwoii -. 41 - ! Deze deelzohes en met name de gedeelten 136 dienen

* X

ter onderdrukking van parasitaire transis torxierking tussen de naast elkaar gelegen basiszones 125. Bovendien zijn deze gedeelten 136 in dit geva'l gebruikt ter begrenzing van de af-5 zonderlijke basiszones 125 die elk worden gevormd door door gedeelten 136 van elkaar ge^cheiden delen van een epitaxiale tLaag 137 van het andere geleidingstype, die is aangebracht op de epitaxiale laag 127 van het ene geleidingstype. Voorts vormen de gedeelten 136 tezamen met de begraven lagen 135 een . 10 omsluiting van de in te stellen zones 125 om de vanuit deze zones 125 in de tussenlaag 127 geinjckteerde minderheidsla-dingsdragers zoveel mogelijk in de hoogohmige gebieden van ide tussenlaag 127 op te sluiten en zo de gewenste vergroting ‘van de effektieve weglengte van deze ladingsdragers te ver-15 krijgen. Op deze wijze scheiden de deelzones 135» 136 de transistors van elkaar en van het substraat 128. Alhoewel niet noodzakelijk zijn bij voorkeur in deze afscheidingen lcleine openingen, in het voorbeeld. ter plaatse van de delen 21 ;130 en 13Ο van de overgang 130, aanwezig. Deze delen 130 * b 20 en 130 van de overgang 130 hebben dan een lagere diffusie- spanning dan het overige deel van de overgang 130, zodat de • · .injektie van ladingsdragers vanuit de injekterende laag 128 .in de tussenlaag 127 hoofdzakelijk over deze delen 130 en 13013 plaats vindt, waarbij de injektie in onigekeerde richting ’ < ~5 vanuit de tussenlaag 127 in de injekterende laag 128 vanwege de relatief lage dotering van de tussenlaag daar ter plaatse relatief klein is.

Met de grootte van het oppervlak van de gedeelten ci. b 130 en 130 van de overgang 130 kan de verhouding tussen de 30; aan de verschillende basiszones 125 toegevoerde instelstromen worden bexnvloed. Zo is in dit voorbeeld het oppervlak van het gedeelte 130a groter dan dat van de gedeelten 130^, va&r- door de stroorr.bron ^110 die de voedingsstrooin vcor de uitgangstransistor verzorgt, meer stroom levert dan 35; de bronnen I, .. , en I I < 1 12 . · bado1TO809 - 42 - ] Een eenvoudige methode voor (eventueel automatische) versterkingsregeling kan verkregen worden door toepassing van bijvoorbeeld twee kollektors zoals bij de in fig. 6 getoonde transistor. Wordt een van deze kollektors over een regelbare weerstand (bijvoorbeeld de inwendige weerstand van een transistor) met aarde verbonden, dan zal de signaalstroora naar de andere kollektor van deze weerstand afhankelijk worden, ·* zodat ze gemakkelijk - desgewenst automatisch - geregeld kan worden.

In het in de fig. 14.en 15 getoonde uitvoeringsvoor- beeld heeft de injekterende laag de vorm van een roostervof- mige oppervlaktezone 140 die aan de zijde 141 van het lichaam 142 grenst. In de aan het oppervlak l4l door de roostervor-:/ .-mige oppervlaktezone van het ene geleidingstype 140 omgeven delen 14-3 van het gebied van het tegengestelde geleidings- type 143 bevinden zich in te stellen zones 144, die de basis- zones vormen van drielagentransistors 143, 144, 145.

I Het gebied 143 dat de tus'senlaag van de stroominjek- 3.

tor vormt heeft een laagohmige substraat en een in delen 143 en 143C onderverdeelde hoogohmige oppervlaktelaag. Deze on-derverdeling is verkregen met de roostervormige injekterende laag 140 die vanaf het oppervlak 141 tot aan of tot in het substraat 143 reikt. In de hoogohmige delen 143 en 143 kun-•nen zoals aangegeven transistors worden aangebracht of ook andere schakelelementen. Voorts kunnen deze delen verschillend van grootte zijn en kunnen in een of meer delen meerdere schakelelementen naast ellcaar worden aangebracht.

Toepassing van een roostervormige oppervlaktezone 140 als injekterende laag van de stroominjektox" heeft onder meer het voordeel dat de serieweerstand in een dergelijke zone laag kan zijn. Om dezelfde reden kan voor de injekterende laag een grotere indringdiepte en/of een hogere doterings-concentratie worden toegepast dan voor de basiszones 144. De maxiinaal toelaatbare doteringsconcentratie van de basiszones 144 is namelijk beperkt, ondermeer dooruat in die zones meest-

BAD ORIGINAL

8204809 . . ’ - 43 - al nog zones 145 van tegengesteld geleidingstype moeten wor-den aangebracht.

Tussen de injekterende laag 140 en de tussenlaag 143 van de stroominjektor kan een gelijkstroombron 146 worden aan-5 gesloten. Zowel voor dit als voor de andere voorbeelden geldt dat een dergelijke bron indien gewenst kan worden overbrugd met een kapaciteit 147 om de aansluitingen 148 en 149 voor wisselspanning kort te sluiten.

Een verder uitvoeringsvoorbeeld van de geintegreerde 10 schakeling bevat een of. meer drielagentransistors 150» 151» 152 ’ als getoond in de fig. 16 en 17· In de basiszone 151 die bijvoorbeeld p-type is strekt zich behalve de n-type .emit-* [ter- of koilektorzone 15Q nog een n-type zone 153 uit die op zijn beurt een verdere p-type oppervlaktezone 154 omgeeft.

15 Deze zones 153 en 154 vormen respektievelijk de tussenlaag en de injekterende laag van de stroorainjektor. Voorts zijn in fig. 16 met onderbroken lijnen openingen in de op het half-geleideroppervlak aanwezige isolerende laag 158 aangeven via iwelke de zones 150, 151» 153 en 154 voor elektrische aanslui- 20 ting met geleidersporen worden verbonden. De injekterende laag 154 en de tussenlaag 153 van de stroominjektor worden voorzien van de in fig. 17 schematisch aangegeven aansluitingen 155 respektievelijk 156 voor aansluiting van een bron 157· De onderhavige uitvoeringsvorm is in het bijzonder ge-.25 schikt als slechts een of enkele van de schakeleleraenten van eon schakeling met een stroominjektor van instelstroom be- hoeven te worden voorzien. De tussenlaag 153 kan 00k direkt "b met het gebied 152 ’ van de transistor worden verbonden bijvoorbeeld doordat de tussenlaag 153 nan het halfgeleideropper- Q.

3Φ vlak tot aan of in de laagohmige zone 152 reikt. Daardoor wordt ruimte gespaard terwijl bovendien de aansluiting 156 dan desgewenst aan de onderzijde aan het substraat 152^ kan worden aangebracht.

In een volgend uitvoeringsvoorbeeld zijn de schalcel-35’ elernenten aan een oppervlak 167 van een gemeenschappelijk

BAD ORIGINAL

8204 80 9 - kk - lichaam aangebracht dat wordt gevormd door een laagohmig n-type substraat 1 60 waarop een lager gedoteerde n-type epitaxi-** ale laag l6l is aangebracht (fig. 18). In de epitaxiale laag .zijn een aantal op in de lialfgeleidertechniek gebruikelijke wijze met behulp van p-type gebieden 162 van elkaar geiso-leerde schakelelementen aangebracht, waarvan er in de figuur eenvoudigheidshalve slechts een getekend is, namelijk de n-p-n-transistor 163» 164, 165·

Het n-type lichaam 160, 161, dat een aardvlak voor de gexntegreerde schakeling vormt, is tevens de injekterende laag van een stroominjektor, die verder nog de p-type tussen-laag 166 en de aan het oppervlak 167 grenzende, n-type derde laag 168 omvat.

De injekterende laag l60, 161 en de tussenlaag 166 • zijn van een aansluiting 169 respektievelijk 170 voorzien voor aansluiting van de bron 171* A^oorts grenst de injekterende laag 160, 161 aan de tegenover de zijde 167 liggende zijde 172 van het lichaam en is de derde laag 168 van de stroominjektor, die door twee pn-overgangen 173 en 174 van de injekterende laag is gescheiden aan de zijde 167 en tegenover de injekterende laag 160, 161 gelegen. De tegenoverlig- gende derde laag 168 van de stroominjektor kollekteert over de overgang 173 ladingsdragers uit de aangrenzende tussenlaag ‘166 van de stroominjektor en ontvangt zo stroom die als in-stelstroom dient voor de emitter 163 van de transistor 163, 164, 165, die via een geleiderspoor 175 met de regenoverlig- gende laag 168 van de stroominjektor is verbonden. Het zal duidelijk zijn dat via het geleiderspoor 175 eenvoudig 00k meerdere in te stellen zones van schakelelementen tegelijk met de tegenoverliggende laag 168 van de stroominjektor kun-nen woi'den verbonden .

Aan de basis 16b van de transistor kunnen via een aansluiting 1?6 elektrische signalen worden toe- of afgevoerd terwijl de kollektor 165 via een aansluiting 177 bijvoorbeeld via een impedantie 178 met een punt van positieve spanning +V

/* BAD ORIGINAL « „ 8204809 i *" ' "" * ' * * ...... "" ‘ ~ " " ......

- *5 - kan zijn verbonden.' . ; De laatstbeschreven uitvoeringsvom leent zich in het bijzonder voor toepassingen waarbij aah een of enkele schakelelementen die bijvoorbeeld in het centrum van een grote 5 geintegreerde schakeling gelegen zijn instelstroom moet wor- den toegevoerd. De beriodigde instelstroom kan plaatselijk met een stroominjektor die weinig extra ruimte inneemt vanuit het aardvlak van de schakeling naar het oppervlak worden ge-bracht en via het patroom van geleidersporen naar de nabij 10 gelegen in te stellen zones van de betreffende schakelelemen ten worden gevoerd. Voor deze toevoer van instelstroom zijn geen weerstanden nodig terwijl toch aan de in te stellen zones geen vaste potentiaal wordt.opgedrukt zodat deze zones bij-.voorbeeld elektrische signaalstroom of signaalspanning kuiinen 15 voeren.

Fig. 19 toont het schakelschema van een trekkerscha-keling van een groep op overeenkomstige wijze ingerichte trekkerschakelingen, die volgens een matrixpatroon tezamen een geheugenschakeling volgens de uitvinding vormen. .

2,0 De trelckerschakeling bevat de^transistors Tioi.....

.T1Q71 welker emitters alien met aardpotentiaal zijn verbonden.

.De eigenlijke trekkerschakeling wordt gevormd door de transistors en welker kollektors overkruis zijn ver- bonden met de basis van de andere transistor. Verder is de ‘ 25 basis van transistor verbonden met de kollektor van tran sistor T.J03» welks basis op Zijn beurt is verbonden met de kollektor van transistor Op eenzelfde wijze is de basis van transistor verbonden met de kollektor van transistor ,T^o^ en diens basis met de kollektor van transistor 30 . Verder zijn de basiselektroden van de transistors en

Tlo6 verbonden met de voor een kolom trekkerschakelingen ge-meenschappelijke schrijfgeleiders R en S. Teneinde uitlezen mogelijk te maken bezit transistor eeh extra kollektor, die is verbonden met de basis van transistor welks kol- 35 lektor is verbonden met de voor een kolom trekkerschakelingen.

.......— · · -—*··- ··· · . ...-· .... — · ..... I

BAD ORIGINAL n 8204 80 9 ' · - 46 - ' gemeenschappelijke leesgeleider 0.

* Stel dat de basiselektrod.en der transistors , ; T102’ T105 en T106 via stroonbronnen I101, I102> I105 on I,o6 met de aangegeven polariteit zijn verbonden met de voor elke rij van trekkerschakelingen gemeenschappelijke voedingslijn V en de basiselektroden der transistors Tl04 en· . Ma soortgelijke stroorabronnen en Imet de voor een rij trekkerschakelingen gemeenschappelijke selektielijn :SE. Hierbij word! verondersteld dat de stroorabronnen van een zodanig type zijn, dat zij alleen stroomleveren indien de . betreffende voedings- of selektielijn een positieve spanning voert.

De voedingslijn V bezit steeds een positieve spanning, zodat de stroombronnen ^10.1 * *^102’ ^105 en ^106 s^ee<^s werkzaam zijn. Daarentegen bevindt de.selektielijn SE zich gedurende de rusttoestand, dat wil zeggen indien geen selek-:tie heeft plaats gevonden van de rij trekkerschakelingen waar-toe de getekende schakeling behoort, op aardpotentiaal of lager, zodat de stroombronnen ^104 en ^107 werkzaam zijn. Dit heeft tot- gevolg dat in rusttoestand de transistors ττο4' Ύ105* ^106 en T|07 Seen stroom zullen voeren en de dissipatie dientengevolge gering zal zijn.

In rusttoestand van de trekkerschakelingen zal een der transistors'T1olenT102 geleiden. Stel transistor T1Q1 geleidt, dan is de spanning aan de basis van transistor ^-jq^ gelijk zijn aan +V., waarbij V. de "junction" spanning tussen

0 J

basis en emitter van een overstuurde transistor voorstelt.

De spanning aan de basis van transistor is gelijk aan +V^, waarbij de "junction" spanning tussen kollektor en emitter van een overstuurde transistor voorstelt. Bij sili-ciuft transistoren is een gebruikelijke waarde voor V. 0,7 V. en ligt veeial tussen 0 en 0,4 V. Dit bet'ekent dat de spanning aan de basis van transistor lager is dan de spanning aan de basis van transistor en wel lager dan de "junction" spanning , zodat transistor T1Q2 gesperd is. j ' j i t BAD ORIGINAL . „ 8204809 - 47 -

De kollektorstroom voor transistor T-jq-j wordt dus geleverd door de stroombron 1^, terwijl zijn basisstroom wordt ge-leverd door de stroombron .

Xndien de informatie uit de trekkerschakeling raoet 5 worden uitgelezen of nieuwe informatie moet worden ingeschre- :ven, wordt aan de selektielijn een positieve puls toegevoerd, 'zodat de stroombronnen 1^^ en ^107 werlczaam worden.

Wil men inschrijven dan brengt men een der schrijfgeleiders R en S op aardpotentiaa!. Stel bijvoorbeeld dat de schrijf-10 geleider R. op aardpoten'tiaal gebracht is. De stroom die ge leverd wordt door de stroombron I,nc vloeit dan af naar aarde, ; 1 Up zodat transistor T.jqj. gesperd is. De stroom die geleverd ' . wordt door de stroombron fungeert dan als basisstroom voor transistor zodat deze transistor open is. Deze 15 transistor trekt dus stroom van de stroombron zodat transistor T-jq-j gesperd is. Uitgaande van de schrijfgeleider S, die zweeft, blijkt op overeenkomstige wijze dat transistor T.JQ2 open is. Deze transistor Rrijgt hierbij zijn kollektorstroom geleverd door stroombron ♦ Deze stroom- 20 bron I ^ levert dus zowel de kollektorstroom voor transistor T.JQ2 als voor transistor Na beeindiging van de se- lelctiepuls op de selektielijn SE blijft transistor T£e~ leidend en transistor T101 gesperd zodat de informatie in de trekkerschakeling is opgesldgen.

n5' Er dient opgemerkt te worden dat een schrijfimpuls - - op een der schrijfgeleiders R of S geen invloed heeft op niet--_· geselekteerde trekkerschakelingen. Indien geen selektiepuls op de selektielijn SE aanwezig is zijn immers de stroombronnen en I104 werkzaam zodat de transistors en 30; Tio4 gesperd blijven en dus geen informatie van de schrijfgeleiders naar de transistors en lean worden doorge- geven.

Bij het uitlezen zxireven de schri jfgeleiders R en S. zodat bij aanwezigheid van de selektiepuls de transistors 35 ^105 en ^106 zijn. Hierdoor zijn de transistors y

BAD ORIGINAL

8204809 - 48 - T104 gesperd zodat de informatie in de trekkerscha-keling niet aangetast wordt. Afhankelijk van de t'oestand waarin de trekkerschakeling zich bevindt zal nu transistor open of dicht zijn. Veronderstellen we weer dat transistor gesperd en transistor geleidend is dan zal de stroom die geleverd wordt door de stroombron die ^tengevolge van de selektiepuls immers werkzaam is , als basis-stroom voor transistor fungeren, zodat deze transistor geleidend is. De stand van deze transistor ^107 via de leesgeleider 0 uitgelez.en· Hoewel sleclits een leesgeleider getekend is zal' het duidelijk zijn d.ut zonder meer een tweede leesgeleider aanwezig kan zijn die op identieke wijze als ;eerstgenoemde is verbonden met een extra kollektorelektrode van transistor

Fig. 20 toont een deel van de geintegreerde geheugen-schakeling, waarin duidelijkheidshalve slechts een van de ;trekkerschakelingen is getekend terwijl van de overige identieke trekkerschakelingen van de matrix alieen twee der na-;burige matrixelementen schematisch zijn aangegeven.

In een oppervlaktelaag van een n-type halfgeleider-lichaam zijn een aantal p-type basiszones van de transistors I'lOl tot en met T.^,^ van de trekkerschakelingen aangebracht. Elk van deze basiszones omgeeft in het lichaam een of, in het geval van de transistor twee n-type kollektorzone s terwijl het lichaam een voor alle transistors gemeenschappe-lijke emitterzone vormt. De transistors zijn met behulp van een patroon van geleidersporen 192 verbonden tot trekkerschakelingen volgens hat schema van fig. 19» waarbij elk van de trekkerschakelingen van de matrix is verbonden met geleidersporen R, S en 0.

De in fig. 19 aangegeven stroombronnen “101 en met zijn in de geintegreerde schakeling met stroorninjek- tors gei’ealiseerd. Aan het halfgeleideroppervlak grenst een als bandvormige p-type oppervlaktezone.Vy -die /voedingslijn dienst doet en aan beide zijden waarvan de basiszones 190 van de

BAD ORIGINAL

8204809 - *+9 - transistors T102, T.^, ^^5 en Tio6 Serangschikt zijn. De oppervlaktezone V vormt de injekteren.de laag van een stroom-injektor waarbij het halfgeleiderlichaam als tussenlaag dient en laatstgenoemde basiszones in te stellen zones zijn, waar-5 aan op de hierboven eerder beschreven wijze instelstroora wordt toegevoerd. Op overeenkomstige wijze vormt 00k de p-type oppervlaktezone SE, die als selektielijn fungeert, te-*zamen met het halfgeleiderlichaam en de basiszones 190 van de transistors t-)o4 en ^107 een s'*'1'0*3101*-31 jektor· Voorts 10 is het halfgeleiderlichaam voorzien van twee evenwijdige n- type oppervlaktezones die zich parallel aan de beide injek-terende lagen V en SE uitstrekkeii en die een hogere doterings-λ concentratie hebben dan het daaraan grenzende deel van het n-type half geleiderlichaam. Een van deze zones, de zone 193 ..15 grenst aan βέη der lange zijden van de zone SE vaardoor de injektie van ladingsdragers vanuit de zone SE in hoofdzaak jin de richting van de transistors en tio7 en iin de richting van de transistors "T-joi en ^105 van “^urige trekkerschakelingen plaatsvindt. De andere n-type zone 19^ 20 strekt zich uit tussen de basiszones van de transistors en ^107 enerz:*-j(*s en de basiszones van de transistors ,T.jq2 en anderzijds en voorkomt parasitaire transistor- werking tussen aan tegenoverliggende zijden van de zone 19^ •gelegen basiszone. Eventueel kunnen tussen de trekkerschake-25 lingen van naburige kolommen nog verdere π-zones worden aan- v ' gebracht die zich evenwijdig aan de sporen R en S tussen de injekterende lagen V e.n SE uitstrekken. Ook kunnen zoals bij de eerder beschreven uitvoeringsvoorbeelden alle basiszones afzonderlijk grotendeels door n -oppervlaktezones zijn omge-30 ven of kunnen in plaats van hoger gedoteerde n-zones verzon- ken isolerende lagen worden toegepast.

Bij de beschreven geintegreerde schakeling is de aanwezigheid van de transistors en..'T^ nodig om voor het inschrijven de afzonderlijke geheugenelementen te kunnen 35 selekteren. Omdat in deze schakeling de emitters van alle

BAD ORIGINAL

8204809 - 50 - transistors met elkaar zijn verbonden lean de selektie van een gelieugeneiement alleen via basisaansluitingen worden ver-kregen. Als gevolg hiervan zijn voor de selektie van rijen en kolommen afzonderlijke transistors nodig.

Fig. 21 toont een tweede geheugenschakeling die in een matrix gevormd wordt door een aantal in rijen en kolommen 'gerangsehikte identieke geheugenschakelingen kan worden toe-gepast. Deze geheugenschakeling bevat twee transistors T201 en van het npn-type, welker emitters met een punt van vaste potentiaal, bijvoorbeeld aardpotentiaal, zijn verbonden. Teneinde een bistabiel element te verkrijgen is de basis van elk dezer transistors verbonden met de kollektor van de an-dere transistor. De voedingsstroom voor de geheugenschakeling wordt toegevoerd via de met de basiselektroden der transistors en T202 ver^°hden stroombronnen ^201 en ^202'

Het inschrijven en uitlezen van informatie vindt « plaats met behulp van de transistors ^203 en ^204 van pnp-type. Via de hoofdstroombaan van deze transistors T203 :respektievelijk Twordt een verbinding tot stand gebracht tussen de basis van transistor respektievelijk T2Q2 en de voor een kolom geheugenschakeling gemeenschappelijke lees-en schrijigeleider S respektievelijk R. Deze transistors en ^202^ zijn bij voorkeur symmetrisch uitgevoerd omdat zij in beide richtingen bedreven worden teneinde zowel een uit-. lees- als een inschrijfTunktie te vervullen.

Selektie van de gewenste geheugenschakeling vindt plaats door selektie van de betreffende rij met behulp van een voor een rij geheugenelementen gemeenschappelijke selek-tielijn, die met de basiselektroden van de transistors ^203 en ^20k vert,oncien en d°or selektie van de betrefTende kolom met behulp van de lees- en schrijfgeleiders S en R.

Het zal duidelijk zijn dat men zowel in geselekteerde als in niet-geselekteerde toestand een geschikte waarde voor het spanningsniveau van de selektielijn en de lees- en sclirijf-geleiders dient te kiezen. Zo zal de selektielijn in niet- badof^l, 8 0 9 »1 - 51 - geselekteerde toestand een zodanige spanning moeten voeren dat de transistors ^203 en ^204 Se?perd zijn onafhankelijk van het al of niet aanwezig zijn van een schrijfpuls op een der geleiders S of R. In geselekteerde toestand zal de span- 5 ning op de selektielijn een waarde moeten bezitten welke ligt tussen de in de beide stabiele toestanden van de geheugen-^schakeling optredende spanningswaarden aan de basiselelctroden der transistors ^20^ en ^202 ‘ ^-ees~ en schri jfgeleiders S en R kan men in hun niet-geselek’teerde toestand bijvoor-10 beeld laten zweven, vaardoor onafhankelijk van het al dan niet· geselekteerd zijn van de bij het betreffende geheugen-element behorende rij geen informatie verloren kan gaan . Bij ( het inschrijven van informatie zal de schrijfpuls voldoende positief moeten zijn ten opzichte van het spanningsniveau van 155 de geselekteerde selektielijn om de bijbehorende transistor ^203 0** ^204 in ε®·1-®^1·-11^ te brengen, terwijl voor het uit-lezen van informatie het spanningsniveau van de leesgeleider bij voorkeur kleiner zal zijn dan het spanningsniveau van de geselekteerde selektielijn.

20 Teneinde de disspatie van de geheugenschakeling zo klein mogelijk te houden en toch een grote leessnelheid te verwezenlijken kan men er voor zorgen dat het voedingsniveau van de geheugenschakeling tijdens de stationaire toestand laag is en bij het uitlezen op een hoger niveau geschakeld 2.5 wordt, door regeling van de door de stroombronnen ^£01 en V- ^202 leveren stromen.

De schakeling volgens fig. 19 leent zich bijzonder goed om in een halfgeleiderlichaam te worden geintegreerd.

. In dat geval kunnea de pnp-transistors ^203 en ^204 a^S 39> rale transistors worden uitgevoerd waarbij in verband met het gebruik in twee richtingen van belang is, dat in het bijzonder van laterale transistors de elektrische eigenschappen in beide richtingen praktisch gelijlc kunnen zijn. Voorts kun-nen de beide stroombronnen I£qi ®n ^202 eenvou^iS met ®en 33: stroominjektor worden gerealiseerd, raede vaardoor voor de

BAD ORIGINAL

8204809 - 52 - • gelntegreerde uitvoering een relatief klein halfgeleideropper-. vlak nodig is.

De fig. 22 en 23 tonen een deel van een dergelijke gexntegreerde uitvoering van een geheugenmatrix met een J stroominjektor volgens de uitvinding. Het binnen de onder- broken lijn 223 in fig. 22 gelegen gedeelte van deze gexntegreerde schakeling bevat een matrix-element volgens het sche-'ma van fig. 21. Het halfgeleiderlichaam 200 heeft een half-geleidersubstraat 201 dat in dit geval p-type geleidend is.

Dit p-type substraat 201 is voorzien van een n-type epitaxiale laag 202, die op gebruikelijke wijze met behulp vein p-: type scheidingszones 203 in eilanden is onderverdeeld. Alle ; npn-transistors T^q-j en T2Q2 van een rij* van raa'trixeleraeri'tei1 zijn aangebracht in een langgerekt eiland 204 , dat aan de rand van het halfgeleiderlichaam bijvoorbeeld met aarde kan worden verbonden met een schematisch aangegeven aansluiting 205. Het eiland 204 vorrat een gemeenschappelijke emitterzone voor de genoemde npn-transistors. In dit eiland 204 bevinden ;zich een aantal injekterende lagen waarvan er in de figuren een is getekend en die worden gevormd door p-type oppervlak-tezones 206. Aan beide zijden van elke injekterende laag 206 bevinden zich vier npn-transistors met een p-type basiszone '207 en een n-type kollektorzone 208. De basiszones 207 zijn aan het oppervlak 209 aan drie zijden orageven door een iaag-ohmig n-type oppervlaktezone 210 die zich vanaf het oppervlak 209 in de epitaxiale laag uitstrekt en daai'bij aansluit op. een n-type begraven laag 211 die zich aan de grens van het substraat 201 en de epitaxiale ,laag 202 bevindt. De tot de tussenlaag 204 beborende zone 210, 211 vormt een laagohmig geheel met een aantal holten waarin zich.stroominjektors gevormd door een injekterende laag 206, een hoogohmig deel 212 van de tussenlaag 204 en in te stellen basiszones 207, bevinden. Bovendien dient de zone 210, 211 en met name de begraven laag 211 ter verlaging van de serieweerstand in het eiland 204 waardoor dit eiland tijdens bedrijf praktisch een

BAD

- 53 - ,aequi-potenfciaalvlak is. .

Aan beide zijden van de langgerekte eilanden 20k strekt zich een eveneens langgerekt eiland 221 uit vaarin zich de laterale php-transistors ^*203 en ^204 van niatrix-5 elementen bevinden. Ook de eilanden 221 hebben eeh laagohmig n-type zone gevormd door een oppervlaktezone 213 en een be-^graven laag 214 ter verlaging van de serieweerstand. Deze eilanden 221 vormen namelijk een gemeenschappelijke basiszone voor de ρήρ-transistors van een rij van matrixelementen en tO dienen als selektielijnen SEL. De pnp-transistors hebben ven der elk een p-type zone 215 die bij het lezenvan informatie als emitterzone en bij het schrijven als kollektorzone fun-/' geert en een p-type zone r2:16 die als kollektorzone respek- tievelijlc als emitterzone dient. Deze pnp-transistors zijn 75 elk door een komvormig deel van de laagohmige zone 2l3> 214 omgeven waardoor praktisch geen parasitaire transistorwerking itussen zones van naburige pnp-transistors kan optreden.

I Op het oppervlak 209 van het halfgeieiderlichaam 200 bevindt zich een isolerende laag 217 vaarop zich gelei-20: dersporen 218, die de interne verbindingen van de •matrixele menten vormen, uitstrekken en die via openingen in de isolerende laag, die in fig. 22 met onderbroken lijnen zijn aan-gegeven, verbonden zijn met halfgeleiderzones van de schakel-elementen. Voorts zijn de injekterende lagen 206 verbonden 25 met een geleiderspoor 219 j dat is vocrzien van een aanslui- . ting 220, terwijl de zones 216 van de transistors^03 van :een kolom van matrixelementen met een geleiderspoor S en de zones'216 van de transistors van een ko3.om van matrix elementen met een geleiderspoor R zijn verbonden.

30 Tussen de aansluitingen 205 en 220 kan een bron 222 worden aangesloten om de pn-ovorgangen tussen de injekterende lagen 206 en de eilanden tevens tussenlagen 20U in de voor-waartsrichting voor te spannen. Deze bron 222 kan bijvoorbeeld regelbaar zijn om tijdens het uitlezen van informatie de npn-35 transistors van de matrixelementen van meer instelstroom te 8204809

BAD ORIGINAL

- 54 - kunnen voorzien- dan in de rusttoestand en tijdens het schrij- . ven. Een dergelijke regeling van de instelstroom kan ook per geleiderspoor 209 worden ingebouwd zodat de instelstromen voor elke twee naburige kolommen van raatrixelementen apart geregeld kan -worden.

De beschreveri geintegreerde uitvoering volgens de fig. 22 en 23 is bijzonder kompakt. Een verder vermindering <« _ * van het beiiodigde halfgeleideroppervlak kan nog worden ver-kregen door de n+-zones 210 en 213. te vervangen door verzon-lcen isolerende lagen, die vanaf het oppervlak 209 tot aan de grens van de epitaxiale laag 202 en het substraat 201 reiken, In dat geval kunnen namelijk de p-type scheidingszone 203 :en de aan beide zijden daarnaast gelegen delen van de n—type zones 210 en 213 vervangen worden door een enkele verzonken isolerende laag waardoor de afstand tussen de npn-transistors en de pnp-transistors in een kolom en tussen de pnp-transistors van aangrenzende kolommen kleiner kan worden.

/ De beschreven uitvoeringsvoorbeelden maken duidelijk dat door toepassing van de uitvinding belangrijke voordelen worden verkregen. In vele gevallen kan men bij de vervaard'iging volstaan met het toepassen van slechts vijf maskers. Voorts bereikt men een hoge pakkingsdichtheid van de aktieve ele-menten terwijl weerstanden praktisch geheel overbodig zijn.

'De emitters van de gebruikte transistors zijn veelal airekt met elkaar verbonden zodat het patroon van geleidersporen relatief eenvoudig is, waa.rbij de kollektors bovendien auto-matisch onderling gescheiden zijn. Verder kunnen eenvoudig multi-kollektor-transistors worden toegepast waardoor veel ruimte en een aantal. geleidersporen worden uitgespaard. In het gebrviik is nog van bijzonder vooi’deel dat alle met de stroominjektor' toegevoerde instelstromen op dezelfde wijze variSren met de spanning over de injekterende overgang waardoor het funktioneren van de geintegreerde schakeling praktisch onafhankelijk is van het stroomn.iveau zodat een zeer geringe storihgsgevoeligheid wordt bereikt.

BAD ORIGINAL

6 2 ϋ 4 8 0 9 . - 55 - i i

Het zal duidelijk zijn dat in de beschreven schake-• lingen met name vooral die stromen met behulp van de stroom-injektor worden toegevoerd die aanwezig moeten zijn opdat eventuele informatie bevattende analoge of digitale signaal-5 stromen of -spanningen verwerkt kunnen worden en voor zover van toepassing ingeschreven informatie bewaard kan worden.

Deze wat men zou kunnen noemen bereid'stromen omvatten bij bouwelementen zoals logische konfiguraties, trekkerschakelingen en geheugene1eraenten al die stromen die in de statische dan 10 wel in de dynamische toestand van het bouwelement aanwezig moeten zijn om het bouwelement gereed te doen zijn, dat wil zeggen om bij aanbieding van informatie aan de ingang,, zo nodig in kombinatie met een selektiesignaal, deze informatie te kunnen opnemen, om eenraaal ingeschreven informatie te 15 kunnen bewaren en/of om deze, eventueel na selektie, aan de uitgang te kunnen mededelen.

i De beschreven uitvoeringsvoorbeelden kunnen alle ge- 'heel met in de halfgeleidertechnielc gebruikelijke technieken zoals epitaxie, het aanbrengen van begraven lagen, het plaat-20 selijl-c doteren met diffusie en/of ionenimplantatie, het in patroon aanbrengen van isolerende, maskerende en geleidende :lagen enzovoorts worden vervaardigd. Voorts kunnen de beschreven geintegreerde schakelingen op gebruikelijke wijze in gebruikeli jke omhullingen worden afgemonteerd. Ter nadere ver-.25 duidelijking zal hieronder de vervaardiging van het eerste <v- ' voorbeeld, de flipflop volgens de fig. 1 tot en met 5» in het kort worden beschreven.

Uitgegaan wordt van een siliciumsubstraat 21a (fig.

2) bijvoorbeeld met n-type geleiding en eon soortelijke weer-30 stand tussen 0,005 en 0,015 ohmcm. Daarop wordt een n-type epitaxiale siliciumlaag 21° aangebracht met een soortelijke weerstand van bijvoorbeeld tussen 0,2 en 0,6 ohm.cm en een dikte van bijvoorbeeld ongeveer 5 yum. In dit verband wordt opgemerkt, dat de stroomversterkingsfaktor /3 van de toege-35 paste geinverteerde transistorstruktxi.ux' mede afhankelijk is

BAD ORIGINAL

8204809 - 5ό - van de soortelijke weerstand van de epitaxiale laag. Bedraagt bij een soortelijke weerstand van ongeveer 0,1 ohm.cm de fak-tor β ongeveer 20 dan is bij dezelfde p- en n-type diffusies bij een soortelijke weerstand van ongeveer 0,6 ohm.cm de fak-ί tor β ongeveer 10, waarbij kan worden opgemerkt, dat met het oog op een bedrijfszekere verlcing van de schakeling in de ^praktijk voor de falctor β een waarde van 3 of hoger gewenst is .

Vervolgens wordt een diffusiebehandeling uitgevoerd 1 onder toepassing van een maskeringslaag van bijvoorbeeld si- liciumdioxyde en met fosfor als veroutreiniging ter verkrij- ging van de laagohmige n-type delen 21 . De oppervlaktecon- 21 , ., centratie m deze delen bedraagt bijvoorbeeld 10 atomen/ca·’ . De openingen waar doorheen deze fosfordotering in het half-geleiderlichaam wordt gebracht hebben een aantal evenwijdige uitlopers, zodanig dat tussen twee naburige uitlopers steeds voldoende ruimte is om bij een volgende bewerking daarin een basiszone van de gewenste grootte aan te kunnen brengen. Vender worden twee van die openingen gebi'uikt waarbij de uitlopers van die openingen naar elkaar toegericht zijn en in ei-kaars verlengde liggen. De afstand tussen de uiteinden van tegenover elkaar gelegen uitlopers wordt gelijk aan of enigs-zins kleiner dan de afstand die uiteindelijk tussen de tegenover elkaar gelegen basiszones, bijvoorbeeld de zones 5 en 10,· gewenst is, gekozen. Vervolgens kunnen op gebruikelijlce wijze door diffusie via openingen van de gewenste grootte1in een maskeringslaag tegelijkertijd de basiszones 1 tot en met 10 en de injekterende laag 20 worden aangebracht. In het on-derhavige voorbeeld bestaat het raaskeringspatroon uit twee evenwijdige strolcen die zich in een richting dwars op de in-middels verkregen n+-uitlopers uitstrekken en die daarbij grotendeels in de tussenruimte tussen de tegenover elkaar gelegen uitlopers liggen en elk aan een zijde de uiteinden van die uitlopers enigszins overlappen of althans daaraan raken. De breedte van deze stroken korrespondeert met de ge- bador^4 8 0 9 . -57- wenste afstand tussen elk van de basiszones en de injekterende laag. Vervolgenswordt over het gehele vrije oppervlak •bijvoorbeeld borium ingediffundeerd, bijvoorbeeld tot een diepte van 2,5 yum, waarbij de vierkantsweerstand bijvoorbeeld 5 ongeveer 150 ohm bedraagt. Tussen de beide maslceringsstroken ! resulteert dan de injekterende laag terwijl verder de van *elkaar gescheiden basiszones 1 tot en met 10 worden verkre-: gen omdat de oppervlakteconcentratie van deze diffusiebehan-deling onvoldoende is cm de reeds aanwezige n -delen 21 van 10 geleidings-type te. veranderen. Op deze wijze grenzen de basis- zones automatisch direkt aan de n -deelzones 21 waarbij zij elk aan drie zijden door een U-vormig n+-type gebied zijn ( ; omsloten.

Op gebruikelijke wijze worden de kollektorzones 22 15 tot en met 37 aangebracht bijvoorbeeld door plaatselijke dif- fusie van fosfor tot een diepte van ongeveer 1,5 yum en met een vierkantsweerstand van ongeveer 5 ohm, waarna kontakt-gaten in de isolerende laag kunnen worden gegtst en het pa-: troon van geleidersporen 14 kan worden aangebracht bijvoor-20 beeld door het opdampen en vervolgens etsen van een laag aluminium.

De breedte van de injekterende laag 20 bedraagt bijvoorbeeld ongeveer 20 yum. De afstand van de injekterende laag 20 tot elk van de basiszones is ongeveer 8 yum. De af-25 metingen van basiszone 5 zijn bijvoorbeeld ongeveer / ^ 50 yum x 80 yum, terwijl de kollektorzone 33 20 yum x 20 yum groot is. De breedte van de n+-uitlopers tussen naburige basiszones kan bijvoorbeeld 10 yum zijn.

Wordt geheel of gedeeltelijk in plaats van de laag-c 3.0. ohmige deelzones 21 een verzonken isolerende laag toegepast .dan kan deze bijvoorbeeld worden verkregen door plaatselijke oxydatie onder gebruikmaking van een maskex'ingslaag die bijvoorbeeld uit siliciumnitride kan bestaan.

Worden' begraven lagen toegepast zoals bijvoorbeeld 35' in de fig. 6 en 13 aangegeven, dan. kunnen deze bijvoorbeeld s' 8204809

BAD ORIGINAL

- 58 - met arseen zijn gedoteerd met een oppervlakteconcentratie 19 / 3 van ongeveer 10 atomen/cm en een vierlcantsweerstand van ongeveer 20 ohm. Ook kunnen bijvoorbeeld de begraven lagen 135 in fig. 13 hoger gedoteerd zijn dan de in te stellen ba- > siszones 125» hetgeen in het bijzondex' van voordeel kan zijn als deze begraven lagen deel uitinaken van de emitterzone van debetreffende transistor.

* Het zal duidelijk zijn dat de uitvi.nding niet beperkt is tot de beschreven uitvoeringsvoorbeelden maar dat binnen ) het kader van de uitvinding voor de vakman vele variaties mogelijlc zijn. Zo kunnen bijvoorbeeld andere halfgeleider-

III V

materialen zoals germanium en A B -verbindingen of kombi-.naties van halfgeleidermaterialen, waarbij bijvoorbeeld het substraat uit een ander halfgeleidermateriaal bestaat dan de ► oppervlaktelaag vaarin zich de schakelelementen bevinden, wor-den toegepast. In plaats van uit te gaan van een n+-substraat 21a (fig. 2) waarop epitaxiaal een lager gedoteerde laag 21 wordt aangebracht kan ook vorden uitgegaan van een laagohmig substraat dat vervolgens door uitdiffusie van verontreini- 1 gingen van een lager gedoteerde oppervlaktelaag wordt voor- zien. Voorts kunnen de geleidingstypes in de beschreven voor-beelden worden verwisseld waarbij ook de polariteiten van de spanningen moeten wisselen. Ook kan de gelntegreerde schakeling bijvoorbeeld van een of meer optische signaalin- en/of signaal-uitgangen zijn voorzien. Bijvoorbeeld kan een inkomend'optisch signaal met een in de schalcelingen opgenomen fotodiode of fototransistor in een elektrisch signaal worden omgezet welk elektrisch signaal dan als ingangssignaal voor een verder deel van de schakeling kan dienen.

Als injekterende laag kan bijvoorbeeld ook een door een zeer dunne laag van isolerend materiaal van de tussenlaag van de stroominjektor gescheiden laag worden toegepast waarbij gebruik gemaakt wordt van tunnelinjektie waarbij ladings-dragers vanuit de geleidende laag door de dunne isolerende laag heen als minderlieidsladingsdragers de tussenlaag van de .

BAD ORIGINAL

8204809 - 59 - I stroominjelctor bereiken.

' j De stroominjektor kan bijvoorbeeld uit vier of al-thans uit een even aantal lagen bestaan alhoewel bij voorkeur een stroominjektor met een oneven aantal lagen worden toege-5 past. Ook bij stroominjslctors met vier of meer lagen valt : behalve de in te stellen zone bij voorkeur hoogstens een ver- •dere zone van het betreffende schakelelement met een laag van de stroominjektor samen.

i · Voorts kunnen bij een stroominjektor met bijvoorbeeld TO zeven lagen de derde eii de vijfde laag onafhankelijk van elkaar worden benut voor regeling van de aan de in te stellen . zone toe te voeren instelstroom. De derde en vijfde laag van '; de ^stroominjektor kunnen dan bijvoorbeeld worden beschouwd : als de beide ingangen van een EN-poort waarvan de in te stel-15 len zone dan een uitgang vormt.

Ook kunnen met behulp van de stroominjektor op over-1 eenkomstige wijze zones van andere scliakelelementen dan de i getoonde bipolaire transistors, zoals zones van dioden en veldeffekttransistors van instelstroom worden voorzien. Bo-20 vendien kunnen met de stroominjektor bijvoorbeeld poortelek- troden van veldeffekttransistors in.het bijzondef van veldef-, fekttransistors met een lage drempelspanning worden gestuurd.

Bij toepassing van een laterale stroominjektor zoals in fig. 1 is de. verhouding tussen de aan verschillende in te ,•"25 stellen zones toegevoerde instelstromen evenredig met de ver houding tussen de lengten van de naar de injekterende laag 20 toegekeerde delen van de pn-overgangen tussen de betreffende in te stellen basiszones en de tussenlaag 21. In het ge#oon-de:· voorbeeld is de beschikbare instelstroom voor iedere basis-304 zone even groot. Andere verhoudingen kunnen eenvoudig met be hulp van lengteverschillen in de struktuur worden vastgelegd.

Voorts kunnen een of meer lagen van de stroominjektor in plaats van dat zij door dotering worden verkregen in het halfgeleiderlichaam worden geinduceerd bijvoorbeeld met 35 oppervlaktetoestanden en/of ladingen in de isolerende laag

BAD ORIGINAL

8204809 - 6ο - en/of met behulp van een op de isolerende laag gelegen elek-' trodelaag. Bijvoorbeeld kan in de beschreven vijflagenstroom-injektor de derde laag door een gelnduceerde inversielaag worden gevormd. Oolc kunnen een of meer lagen van de stroom-i injektor uit een kombinatie van een door dotering verkregen gedeelte en·een daarmee samenhangend gexnduceerd gedeelte tbestaani Bijvoorbeeld kan wanneer de afstand tussen een door dotering verkregen injekterende en een door dotering verkre-gen -kollelcterende overgang in de stroominjektor relatief groot is zodat in dab deel van de stroominjektor geen of een geringe stroomoverdracht plaats vindt deze afstand worden verkleind door een of beide lagen aan bet oppervlak aan.een ’ naar de andere laag toegekeerde zijde met een inversielaag uit te bi'eiden.

Bij toepassing van de beschreven gelnduceerde geln-verteerde lagen kan in bet bijzonder indien zij met behulp van een geisoleerde elektrodelaag worden verkregen de aan de in te stellen zone toe te voeren instelstroom ook met de spanning op de elektrodelaag worden bestuurd.

Uit de beschreven voorbeelden zal duidelijk zijn dat de geintegreerde schakelingen een nieuwe, lcompakte struktuur hebben en veelal met een vereenvoudigde technologie kunnen worden vervaardigd. Bij voorkeur kenmerkt deze nieuwe struktuur zich door de aanwezigheid van een aan een oppervlak grenzend halfgeleidergebied van het ene geleidingstype waar-in zich een langgerekte strookvormige oppervlaktezone van het andere geleidingstype, die bijvoorbeeld deel uitmaalct van een kanalensysteem of van een rooster, uitstrekt en die met het aangrenzende gebied een pn-overgang vormt, waarbij aan ten-minsta een der lange zijden van deze strookvormige zone raeer-dere naast elkaar gelegen van elkaar en van de strookvormige zone gescheiden oppervlaktezones van het andere geleidingstype aan het oppervlak grenzende, die in te stellen zones van in het

BAD ORIGINAL

8204809 schakelelementen van de schakeling en/bijzonder in te stellen basiszones van bipolaire transistors vormen, waarbij het ge- FHN 5476B 61 bied en de strookvonnige qppervlaktezone elk van een aansluitlng zijn voorzien ora de genoende pn-overgang in de voorwaartsrichting in te stel-len voor het injekteren van minderheidsladingsdragers in het gebied, waarbij de in te stellen zones instelstroom ontvangen door kollektie van 5 minderheids ladingsdragers uit het gebied over de pn-overgangen die dat gebied met de in te stellen zones vormt.

Opgemerkt wordt dat de kollekterende laag en in het algemeen iedere laag van de s troonin j ektor, die ladingsdragers uit een aangrenzen-de laag van de s troonin j ektor kollekteert als geen uitwendige potentiaal 10 wordt opgedrukt, een potentiaal zal aannemen, waarbij de gelijkrichtende overgang tussen de beide betreffende lagen in de voorwaartsrichting is gepolariseerd. Daardoor zal ook over deze kollekterende overgang injektie van ladingsdragers optreden. Als in beide richtingen evenveel stroon over de kollekterende overgang vloeit, zal de spanning over deze overgang ma-15 ximaal en praktisch gelijk aan de spanning over de in j ekterende overgang van de s troonin j ektor zijn. In alle andere gevallen is de grootte van de voorwaartsspanning afhankelijk van de grootte van de van of door de betreffende kollekterende laag afgehonen (ins tel)- s trocm. Het zal duidelijk zijn dat in het grensgeval waarin praktisch geen spanning over de betref-20 fende kollekterende gelijkrichtende overgang staat, de afgenomen stroon maxiraaal is.

Met de s troonin j ektor, kunnen via het toevoeren van instelstroon dus instelpotentialen voor de in te stellen zone worden: verkregen waar-van de grootte is gelegen in een traject dat begrensd wordt door de span-25 ning tussen de beide op een bron aangesloten bronaansluitingen van de s troonin j ektor. De met de s trooninj ektor verkregen instelpotentialen zijn maximal gelijk aan die van de bronaansluiting met de hoogste potentiaal en minimaal gelijk aan die van de bronaansluiting met de laagste potentiaal. Voorts is de spanning tussen de bronaansluitingen gelijk aan de 30 spanning die nodig is on de gelijkrichtende overgang tussen de in j ekterende laag en de tussenlaag in de doorlaatrichting te bedrijven. Deze spanning zal in het algemeen betrekkelijk laag zijn. Een gebruikelijke waarde voor deze voorwaartsspanning is voor een pn-overgang in silicium bijvoorbeeld ongeveer 0,6 to 0,8 V. Bijzander aantrekkelijk is nu dat in 35 veel gevallen de gehele schakeling met de hierboven aangegeven lage span-ningen kan worden bedreven, waardoor de dissipatie uitermate gering kan zijn. Dit voordeel van lage dissipatie wordt ook in belangrijke mate ge-BAD ORIGn®teseerd als een belangrijk deel van de schakeling bij deze lage span- 8204809 EHN 5476B 62 ningen wordt bedreven naast bij voorbeeld een of meer uitgangstransistoren waaraan hogere spanningen worden toegevoerd om een hoger vermogen aan de uitgang(en) van de schakeling beschikbaar te hebben.

In dit verband wordt opgemerkt dat net behulp van de stroomin-5 jektor ook instelstrocm kan worden toegevoerd aan zones van schakelele-menten die bij hogere dan de hierboven aangegeven spanningen worden bedreven. In dat geval kan ook de potentiaal van de met de s trocminj ektor verbonden in te stellen zone baiten het hierboven aangegeven trajekt lig-gen en wel zo, dat de gelijkrichtende overgang tussen de in te stellen 10 zone en de daaraan grenzende laag van de stroominjektor in de sperrich-ting staat_____________ 15 20 / / /

25 X

/ / / 30 /

BAD ORIGINAL

820 4 8 0 9

Claims (12)

1. Geintegreerde schakeling bevattende mserdere schakelelementen die naast elkaar aan een zijde van een voor deze schakelelementen gemeen-schappelijk lichaam zijn aangebracht, waarbij halfgeleiderzones van deze schakelelementen zijn verbonden met een aan de genoemde ene zijde voor- 5 handen patroon van geleidersporen voor elektrische aansluiting van de genoemde schakelelementen, welk patroon ten minste een ingang en ten minste een uitgang voor elektrische signalen heeft, waarbij ten minste twee van deze schakelelementen een eerste elektrodezone van een eerste geleidingstype hebben, die aan de ene zijde aan het oppervlak van het 10 lichaam grenst en die een gelijkrichtende overgang vormtmet een aan het oppervlak gelegen tweede elektrodegebied, en waarbij elk van deze eerste elektrodezones als laatste laag deel uitmaakt van een drielagenstruktuur van een als bron van instelstroan dienende strocxninj ektor, waarbij deze drielagenstruktuur verder een eerste laag en een tussenlaag van een twee-15 de geleidingstype die door een eerste gelijkrichtende overgang van de eerste laag en door een tweede gelijkrichtende overgang van de laatste laag is gescheiden, heeft, waarbij de eerste laag door de eerste gelijkrichtende overgang van de schakelelementen gescheiden is en waarbij deze eerste gelijkrichtende overgang in de voorwaartsrichting polar is eerbaar 20 is voor het toevoeren van ladingsdragers aan de laatste laag, waarbij de eerste laag van de drielagenstruktuur van de s trocminj ektor tegenover de van het oppervlak afgekeerde zijde van de eerste elektrodezone aanwezig is en de tussenlaag een relatief hoog en een relatief laag gedoteerd deel be vat, met het kenmerk, dat het relatief laag gedofceerde deel althans 25 tussen de eerste laag en de eerste elektrodezone aanwezig is, waarbij de eerste laag zowel aan het relatief laag gedoteerde deel als aan het relatief hoog gedoteerde deel van de tussenlaag grenst.

2. Geintegreerde schakeling bevattende meerdere schakelelementen die naast elkaar aan een zijde van een voor deze schakelelementen gemeen- 30 schappelijk lichaam zijn aangebracht, waarbij halfgeleiderzones van deze schakelelementen zijn verbonden met een aan de genoemde ene zijde voor-handen patroon van geleidersporen voor elektrische aansluiting van de genoemde schakelelementen, welk patroon ten minste een ingang en ten minste een uitgang voor elektrische signalen heeft, waarbij ten minste 35 twee van deze schakelelementen een eerste elektrodezone van een eerste geleidingstype hebben, die aan de ene zijde aan het oppervlak van het lichaam grenst en die een gelijkrichtende overgang vormt met een aan het BAD ORIGM^dT71^ elektrodegebied, en waarbij elk van deze eerste 8204809 PHN 5476B 64 elektrodezones als laatste laag deel uitmaakt van een drielagenstruktuur van een als bron van instelstrocm dienende stroominj ektor, waarbij deze drielagenstruktuur verder een eerste laag en een tussenlaag van een twee-de geleidingstype die door een eerste gelijkrichtende overgang van de 5 eerste laag en door een tweede gelijkrichtende overgang van de laatste laag is gescheiden, heeft, waarbij de eerste laag door de eers te gelijkrichtende overgang van de schakelelementen gescheiden is en waarbij deze eerste gelijkrichtende overgang in de vcorwaarts'richting polariseerbaar is voor het toevoeren van ladingsdragers aan de laatste 10 laag en waarbij de eerste laag van de drielagenstruktuur een aan het qp-pervlak van het gemeenschappelijke lichaam grenzende laag is, met het kenmerk, dat de beide eerste elektrodezones delen zijn van een oppervlak-telaag van het eerste geleidings type, die zich uitstrekken op een voor deze delen gemeenschappelijke ondergrond, waarbij deze delen in zijwaart-15 se richting van elkaar gescheiden zijn doordat zij elk amringd zijn door een scheidingsgebied van een ander materiaal als halfgeleidermateriaal van het eerste geleidingstype, welk scheidingsgebied zich door de opper-vlaktelaag heen ten minste tot aan de gemeenschappelijke ondergrond uit-strekt.

3. Geintegreerde schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de beide eerste elektrodezones delen zijn van een oppervlaktelaag van het eerste geleidingstype, die zich uitstrekken op een voor deze delen gemeenschappelijke ondergrond, waarbij deze delen in zijwaartse richting van elkaar gescheiden zijn doordat zij elk amringd zijn door een schei-25 dingsgebied van een ander materiaal als halfgeleidermateriaal van het eerste geleidingstype, welk scheidingsgebied zich door de oppervlaktelaag heen tenminste tot aan de gemeenschappelijke ondergrond uitstrekt.

4. Geintegreerde schakeling volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat genoemde delen zich uitstrekken op een gemeenschappelijk half- 30 geleidergebied van het tweede geleidingstype, waarbij dit halfgeleider-gebied tevens de tweede elektrodegebieden van genoemde schakelelementen vormt.

5. Geintegreerde schakeling volgens conclusie 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat het scheidingsgebied een zone van het tweede geleidingstype 35 met een hogere doteringsconcentratie dan de eerste elektrodezones be vat.

6. Geintegreerde schakeling volgens conclusie 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat het scheidingsgebied isolerend materiaal be vat.

7. Geintegreerde schakeling volgens de conclusie 5, met het ken- BADORTO4 8 0 9 > ' PHN 5476B 65 merk, dat het scheidingsgebied en de tussenlaag van de drielagenstruktuur deel uit maken van een zelfde aaneengesloten halfgeleidergebied van het eerste geleidingstype.

8. Geintegreerde schakeling volgens oonclusie 1 en een of meer der 5 conclusies 3 t/m 7 r met het kenmerk, dat de eerste laag van de drielagen-struktnur een praktisch homogeen gedoteerde halfgeleiderlaag van het eerste geleidings type is, die zich vanaf het cppervlak gezien als een ge-meenschappelij ke laag onder de eerste elektrodezones van de schakelele-menten uitstrekt.

9. Geintegreerde schakeling volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de eerste laag Van de drielagenstruktnur een gemeenschappelijk sub-straat vormt, dat daarop de tussenlaag als gemeenschappelijke laag aanr-wezig is, dat zich aan en nabij het grensvlak tussen deze tussenlaag en het substraatgebied een of meer begraven gebieden van hetzelfde gelei-15 dings type als en met een hogere doteringsconcentratie dan een daaraan grenzend deel van de tussenlaag uitstrekken en dat deze een of meer begraven gebieden onder elke eerste elektrodezone een opening vrijlaten waarin het lager gedoteerde deel van de tussenlaag tot aan het substraatgebied reikt. 20 1.0. Geintegreerde schakeling volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat terrains te twee van genoemde qpeningen die onder verschillende eerste elektrodezones liggen een van elkaar verschillende grootte hebben.

11. Geintegreerde schakeling volgens conclusie 2 en een of meer der conclusies 4 t/m 7, met het kenmerk, dat de tussenlaag van de drielagen- 25 struktuur tussen de eerste laag en de eerste elektrodezone een hogere ......i&n doteringsconcentratie dpo# de eerste elektrodezone heeft.

12. Geintegreerde schakeling volgens conclusie 2 of 11, met het kenmerk, dat van de lagen van de drielagenstruktuur de eerste laag de hoogs-te doteringsconcentratie heeft.

13. Geintegreerde schakeling volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat genoemde schakelelementen transistors zijn, waarbij de eerste elektrodezones en de tweede elektrodegebieden respec-tievelijk stuurelektroden en eerste hoofdelektroden van de transistors vormen en waarbij de transistors een of meer tweede hoofdelektroden heb-35 ben die elk een aan het oppervlak van het gemeenschappelijke lichaam ge-gelegen metaal-bevattende laag hebben, die met de aangrenzende eerste elektrodezone een Schottky-overgang vormt. BAD ORIGINAL 8204 80 9