[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE2333777C2 - Anordnung zum Erzeugen einer Vorspannung für das Substrat eines integrierten Schaltkreises - Google Patents

Anordnung zum Erzeugen einer Vorspannung für das Substrat eines integrierten Schaltkreises

Info

Publication number
DE2333777C2
DE2333777C2 DE2333777A DE2333777A DE2333777C2 DE 2333777 C2 DE2333777 C2 DE 2333777C2 DE 2333777 A DE2333777 A DE 2333777A DE 2333777 A DE2333777 A DE 2333777A DE 2333777 C2 DE2333777 C2 DE 2333777C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zone
substrate
semiconductor
field effect
effect transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2333777A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2333777A1 (de
Inventor
Jakob Carouge Geneve Lüscher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebauchesfabrik ETA AG
Original Assignee
Ebauches SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebauches SA filed Critical Ebauches SA
Publication of DE2333777A1 publication Critical patent/DE2333777A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2333777C2 publication Critical patent/DE2333777C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00—Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/211—Design considerations for internal polarisation
    • H10D89/213—Design considerations for internal polarisation in field-effect devices
    • H10D89/215—Design considerations for internal polarisation in field-effect devices comprising arrangements for charge pumping or biasing substrates
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/205—Substrate bias-voltage generators
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/891—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D44/00, e.g. integration of charge-coupled devices [CCD] or charge injection devices [CID
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsteil für die Übertragung von Ladungen in das Substrat eine zusätzliche Halbleiterzone (Z0) von dem zum Leitungstyp des Substrats (p) entgegengesetzten Leitungstyp (n+) umfaßt, die auf die letzte Zone (Zn) folgt, ferner eine stark dotierte halbleitende Zone (p+) vom Leitungstyp des Substrats, sowie eine Elektrode (En+ ij, die so angeordnet ist, daß sie im Zusammenwirken mit der letzten (Zn) und der zusätzlichen (Z0) Halbleiterzone einen Feldeffekttransistor (Tn+ 1) mit isolierter Steuerelektrode (En+ 1) bildet, wobei diese Steuerelektrode (En+1) galvanisch mit der zusätzlichen Halbleiterzone (Z0) und der Zone (p+) vom Leitungstyp des Substrats verbunden ist
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erzeugen einer Vorspannung für das Substrat eines integrierten Schaltkreises gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine derartige Anordnung, die einen Feldeffekttransistör mit isolierter Steuerelektrode, die galvanisch mit der Senke des Transistors verbunden ist, und einen mit dieser Senke durch eine Elektrode verbundenen Kondensator aufweist, der dazu bestimmt ist, periodisch Signale auf der anderen Elektrode zu empfangen, ist aus
ίο der Zeitschrift »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Bd. 11,Nr. 10, März 1969, S. 12l9,bekannt.
Insbesondere wenn der integrierte Schaltkreis, dessen Substrat vorgespannt werden soll, einen Bestandteil eines tragbaren Geräts bildet, ist es wünschenswert, die für die Erzeugung der Vorspannung erforderlichen, periodischen Signale durch einen Generator zu erzeugen, dessen elektronische Bestandteile ebenfalls in demselben Substrat integriert sind, und das Ganze mit elektrischer Energie durch eine Batterie zu versorgen, die in das Gerät eingebaut ist. Vor allem wenn, wie es wünschenswert ist, ein Generator einfacher Struktur verwendet werden soll, der leicht integrierbar ist, wie das z. B. bei den Multivibratoren der Fall ist, wird es schwierig, eine Vorspannung für das Substrat zu erhalten, die größer als die von der Batterie gelieferte Spannung ist.
Wenn diese Batterie besonders beschränkte Abmessungen aufweist, insbesondere wenn sie dazu bestimmt ist, in dem Gehäuse einer Armbanduhr untergebracht zu
h(1 werden, deren elektronische Schaltkreise insgesamt oder zum Teil auf einem Substrat integriert sind, ist es nicht immer möglich, die angemessenste Substratvorspannung zu erhalten, da die Spannung der Quecksilberoxid- oder Silberoxid-Batterien, die am gebräuchlich-
*>5 sten sind, 1,3 bzw. 1.5 V beträgt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I so weiterzubilden, daß eine Substratvorspannung erzeugt werden kann, die
unabhängig vom Aufbau des verwendeten Generators der periodischen Signale mehrfach größer als die Spannung der Speisebatterie des integrierten Schaltkreises ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist im einzigen Unteranspruch angegeben.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung nachstehend näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Bestandteile einer Ausführungsform der Anordnung zum Vorspannen des Substrats,
F i g. 2a, 2b und 3 Erläuterungsdiagramme,
F i g. 4 eine Ansicht einer Einzelheit, die eine Variante der in F i g. 1 veranschaulichten Ausführungsform darstellt,
Fig.5 ein Diagramm, das die Veränderung des Sättigungsstromes eines Feldeffekttransistors mit isoiierier Steuerelektrode in Abhängigkeit von seiner Steuerspannung veranschaulicht.
Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung umfaßt ein im folgenden auch als Träger bezeichnetes Substrat p, das z. B. aus einem Si-Kristall gebildet sein kann, in dessen Oberfläche (n+\) Halbleiterzonen M, Zi, Z2 ... Zn von dem zum Leitungstyp des Substrats entgegengesetzten Leitungstyp integriert sind. Wenn z. B. der Träger den Leitungstyp ρ aufweist, haben sie den Leitungstyp n+.
Diese verschiedenen Halbleiterzonen bilden im Zusammenwirken mit den Elektroden Fi, E2 bis En, die aus auf isolierenden SiO2-Schichten /Ί bis i„ niedergeschlagenem Aluminium bestehen, Feldeffekttransistoren mit isolierter Steuerelektrode. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, bilden die verschiedenen Halbleiter-Zwischenzonen Zi bis Zn_i tatsächlich gleichzeitig die Senke eines Transistors, z. B. des Transistors T1 für die Zone Zu und die Quelle des folgenden Transistors, im vorliegenden Fall des Transistors T2. Es ist zu bemerken, daß jede Elektrode E\ bis En galvanisch mit der Zone Z verbunden ist, die die Senke des entsprechenden Transistors bildet.
Hinsichtlich des ersten Transistors Tj wird die Quelle von der ersten Halbleiterschicht M gebildet, für den letzten Transistor Tn wird die Senke von der letzten Zone Zn gebildet.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, bildet jede Zone Zi bis Zn gleichfalls die eine der Elektroden eines Kondensators Ci bis Cn, dessen andere Elektrode von einem leitenden oder halbleitenden Niederschlag c\ bis Cn, z. B. aus Aluminium, gebildet wird. Man bemerkt in diesem Zusammenhang, daß die Niederschläge c\ bis cn-1 völlig von jeder der Elektroden Ei bis En, die ihnen benachbart sind, isoliert sind. Man wird schließlich bemerken, daß die Erstreckung der von der Zone M eingenommenen Oberfläche größer als die Erstreckung der Oberfläche jeder anderen Zcne Z\ bis Zn ist, so daß die Kapazität des von dem Übergang zwischen dieser Zone M und dem Träger ρ gebildeten Kondensators größer als die Kapazität des von dem Übergang zwischen jeder anderen Halbleiterzone Zi bis Zn und dem Träger gebildeten Kondensators ist, um die Größe der Wechselspannung, die zwischen der Zone M und dem Träger ρ vorhanden ist, so klein wie möglich zu machen.
Die dargestellte Anordnung umfaßt noch einen Generator Cl, der an seinen beiden Ausgängen a\ und a2 periodische, von Ausgang zu Ausgang zeitlich phasenverschobene Signale (vgl. Fig.2a und 2b) liefert und dessen Speisung durch eine Gleichspannungsquelle 5 gesichert wird, z.B. eine Batterie, die mit ihrem negativen Pol mit der Halbleiterzone M und mit ihrem
positiven Pol mit einer q der beiden Speiseklemmen des Generators verbunden ist, dessen andere Klemme O ebenfalls mit der Zone ^verbunden ist
Die Elektroden c\, a... c„ der Kondensatoren Ci, C2 ... Cn sind abwechselnd mit dem einen ai und dem anderen Ausgang a2 des Generators CI verbunden, so daß diesen Elektroden periodische, von Elektrode zu Elektrode phasenverschobene Signale zugeführt werden.
Es ist zu bemerken, daß der Generator CI, obwohl er schematisch durch ein Rechteck dargestellt ist, ebenfalls mit seinen elektronischen Bestandteilen in dem Integrationsträger der Zonen Mund Z\ bis Zn integriert ist. Dieser Generator kann z. B. die Form eines Multivibrators oder auch die eines symmetrischen Oszillators haben. Im letzteren FaU werden die an den Klemmen a, und S2 erscheinenden Signale von zwei um 180° phasenverschobenen Signalspannungen gebildet
Wie aus F i g. 1 ersichtlich, bildet die Gesamtheit der
Elemente M, Zu Z2... Zn; Ex, E2... En; C1, C2... Cn in Form einer Kette eine Mehrzahl von Elementar-Vorspannungskreisen mit den Elementen M, E\, Z\ und C\ für den ersten, Zi, E2, Z2 und C2 für den zweiten, Z2, E3, Z3 und C3 für den dritten, Z3, E4, Z4 und C4 für den vierter, ..^ Zn-u En, Zn und Cn für den n-te.i, und jeder von ihnen wird von einem Impuls gesteuert, der gegenüber dem des vorangehenden Elementarkreises phasenverschoben ist
Für den Fall, daß π z.B. gleich 3 ist und unter der Bedingung, daß die Amplitude der Spannung Va\ gleich
der Amplitude der Spannung Va2 ist, d.h. daß Vai= Va2= Va ist, und daß die Kapazität der von den Übergängen zwischen den Zonen Zi, Z2 und Z3 und dem Träger gebildeten Kondensatoren vernachlässigbar gegenüber der Kapazität der Kondensatoren Ci, C2 und
■»ο C3 ist, läßt sich zeigen, daß das Potential V0 des Substrats gegenüber der Zone Λ/ungefähr
V0= -3 V1 + Vn + Vt2+ Vt3+ V5
wird, eine Beziehung, in der Vs die Schweitenspannung
der Diode ist, die von dem Übergjng der Zone Z3 gebildet wird. Vr, ist die Schwellenspannung des Transistors 7Ί, wenn seine Quelle mit einer Spannung V0 gegenüber dem Substrat vorgespannt wird; Vr2 ist die Schwellenspannung des Transistors T2, der eine
>(> Vorspannung von
-2 V,+Vr2+Vt3+Vs
ha?; Vr3 ist die Schwellenspannung des Transistors 7*3, der eine Polarisationsspannung von - V,+ Vt3+ V5 hat Wenn also das Potential einer Zone vom Typ n+ negativ gegenüber dem der benachbarten Zone n* höherer Ordnung wird und die Schwellenspannung des Transistors übersteigt, dessen Steuerelektrode mit der letzteren Zone verbunden ist, werden Elektronen von der ersten zur zweiten Zone überführt. Infolgedessen und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß ein Wechselpotential entsprechend der über die Kondensatoren Ci bis C3 angelegten Spannung Va, und Vn dein Gleichpotential der Zonen Zi bis Z3 gegenüber dem
&5 Träger überlagert wird, werden die Elektronen der Zone M in die Zone Zi überführt, dann von dieser Zone in die folgende Zone Z2 und so fort, bis diese Elektronen von der letzten Zone Zn in den Träger injiziert werden.
23 33 ΠΙ
Auf diese Weise lädt sich die Zone M positiv gegenüber dem Träger bis zu einem Gleichgewichtszustand auf, d. h. bis allein die thermisch erzeugten Elektronen entfernt sind.
Das Ergebnis dieses Vorgangs besteht in dem Auftreten eines Potentials Vz an jeder der Zonen Zi bis Zj, dessen Verlauf in Fig. 3 (Kurven Vzx, Vz7 und Vz3) dargestellt ist. Diese Abbildung zeigt ferner, welchen Wert das Potential Vo des Trägers gegenüber der Zone /V/hat.
Bei der Ausführungsvariante gemäß Fig.4 umfaßt die Anordnung zusätzlich eine Zone Zo vom Leitungstyp n*. auf die eine Zone p* folgt und eint- Elektrode En+I. die gegenüber dem Träger durch eine Schicht in+\ isoliert ist und eine Verlängerung e aufweist, mit der sie mit der Zone Zo in Berührung steht und die diese Zone mit der Zone p* verbindet. Die Zonen Zn und Zo bilden mit der Elektrode Fn. ; einen Feldeffekttransistor Tr.; ! mit isolierter Steuerelektrode, dessen Schwellenspannung niedriger als die Schwellenspannung der Diode Z„-Träger gewählt wird. Man vermeidet auf diese Weise jede Minoritätsladungs-Injektion in den Träger (im beschriebenen Fall handelt es sich um Elektronen). Im Ergebnis werden die Elektronen, die durch thermische Erregung erzeugt und von den verschiedenen Zonen n* der dargestellten Anordnung und von denen gesammelt werden, welche einen Teil des integrierten Stromkreises bilden, dessen Träger vorgespannt werden soll, schließlich durch den Transistor Tn+] an die Zone Zq und von dort über den Kontakt e an die Zone p+ überführt. jo
Die vorstehend beschriebene Erfindung ist von ganz besonderer Bedeutung auf dem Gebiet der Vorspannung des Trägers von integrierten Stromkreisen, die Feldeffekttransistoren mit isolierter Steuerelektrode umfassen. Sie gestattet im Ergebnis, eine vollkommene Steuerung der Schwellenspannung solcher Transistoren durchzuführen.
Man weiß, daß bei einem Transistor dieser Art die Schwellenspannung wesentlich von der Dotierung des Trägers (der in der Mehrzahl der Fälle ein Silizium-Einkristall ist), von der Dielektrizitätskonstanten des Trägers und der ihn von der Steuerelektrode isolierenden Schicht, von der Dicke dieser Schicht, von der Differenz der Austrittsarbeit des Trägers und der Steuerelektrode ebenso wie von der Konzentration der Cberflächenzustände des Trägers abhängt. Es ist die Beherrschung dieser Konzentration, die das Hauptproblem bei der Herstellung dieser Art von Transistoren darstellt.
Für eine hochentwickelte Technologie, wie z. B. die, bei der man einen Silizium-Einkristall als Träger, S1O2 als Isoliermittel und eine Aluminiumschicht als Steuerelektrode benutzt gelangt man zu einer Verminderung der Konzentration der Oberflächenzustände auf einen solchen Wert, daß ihr Einfluß auf die Schwellenspannung maximal in der Größenordnung eines Zehntel Volts liegt. Man betrachtet jetzt etwas eingehender die Charakteristiken dieser Art von Transistoren, indem man eine in einer Fertigung übliche Dicke der Oxidschicht, d. h. von 0,1 μΐη, unterstellt. Wenn der Transistor einen Teil eines Hochfrequenzstromkreises mit geringem Verbrauch bildet, ist es wichtig, daß die Kapazität der Senke gegenüber dem Träger gering ist. Ferner ist es in diesem Fall von Bedeutung, daß das Verhältnis Steilheit/Eingangskapazität des Transistors hoch ist Es ist also vorteilhaft einen Transistor vom Typ yVzu wählen, d. h. einen Transistor, in dem die die Quelle und die Senke darstellenden Zonen vom Typ 'n'.
enthalten in einem Kristall vom Typ 'p' sind. Es ist wohlbekannt, daß aufgrund der höheren Beweglichkeit der Elektronen gegenüber der der Löcher bei einer gegebenen Geometrie des Transistors die Steilheit des Transistors vom Typ N ungefähr dreimal größer als die eines Transistors vom Typ Pist. Damit man eine geringe Kapazität der Senke gegenüber dem Kristall 'p' erhält, muß der letztere schwach dotiert sein. Man erhall in diesem Fall eine Veränderung des Sättigungsstromes i, in Abhängigkeit von der Steuerspannung Va. die der in F i g. 5 auf der Charakteristik I auftretenden entspricht. Hier wird die Schwellenspannung Vt als diejenige definiert, die man für i,-0 erhält, wenn man den linearen Teil dieses Diagramms extrapoliert. Tatsächlich ist für einen großen Bereich des Stroms /, dieser proportional zu (Ve— Vt)2.
Für sehr kleine Werte des Stroms i, wächst dieser exnQn£ü!!c!! mit der Steuers^nnuu17. !n sehr angenäWeise kann man sagen, daß in diesem Bereich sehr kleiner Stromstärke diese um eine Größenordnung bei einer Zunahme der Steuerspannung um ein Zehntel Volt zunimmt. Gemäß der Kurve I stellt man fest, daß für schwache Dotierungen des Trägers die Schwellenspannung negativ ist, was bedeutet, daß bei einer Steuerspannung Null der Transistor sich bereits im leitenden Zustand befindet.
Für-r~e sehr große Mehrzahl der logischen Schaltungen sind solche Transistoren unerwünscht. Man kann sogar sagen, daß die große Mehrzahl der Schaltungen für Transistoren entworfen wird, die eine positive Schwellenspannung haben, d. h. für Transistoren, die praktisch keinen Strom bei einer Steuerspannung Null durchlassen.
Es ist wohlbekannt, daß man die Kurve I in Richtung des Pfeils in Fig.5 verschieben kann, indem man die Dotierung des Trägers erhöht. Das Ausmaß der Verschiebung hängt nicht linear von der Dotierung ab. sondern ist vielmehr im wesentlichen proportional der Quadratwurzel der letzteren. Die Kapazität der Senke erhöht sich ebenfalls im selben Verhältnis, was unerwünscht ist. Es ist bekannt, daß man diese Mängel vermeiden kann, wenn man den Träger, im vorliegenden Fall das Substrat vom Typ 'p', negativ gegenüber der Quelle des Transistors oder allgemeiner gegenüber der Zone M vorspannt, die die »Masse« des integrierten Schaltkreises bildet, mit der aile Quellen der Transistoren des Kreises verbunden sind, welche an diesen angeschlossen sein müssen (hiervon bilden z. B. die Transistoren eine Ausnahme, die als »source followers« geschaltet sind).
In diesem Fall ist die Verschiebung der Kurve I gewissermaßen proportional der Quadratwurzel der Vorspannung. Eine solche Vorspannung hat im übrigen den Vorteil, daß, abgesehen von der niedrigen Kapazität der Senke infolge der möglichen schwachen Dotierung des Substrats 'p', diese Kapazität auch noch fast umgekehrt proportional der Quadratwurzel der Vorspannung vermindert wird.
Abgesehen von dem vorerwähnten Vorteil eröffnet die beschriebene Vorspannungsschaltung neue Perspektiven für die integrierten Stromkreise, die »MOS Capacitor Pull-up-Circuits« genannt werden (vgl. z. B. Robert H. Crawford und Bernard Bazin, »Theory and Design of MOS Capacitor Pull-up-Circuits«, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.' SC 4. Nr. 3, Juni 1969).
Bekanntlich enthält diese Art von Schaltung nur MOS-Transistoren eines einzigen Typs und MOS-Kon-
densatoren. Wegen der Einfachheit ihres Aufbaus sind solche Schaltungen auch wirtschaftlich sehr interessant. Trotzdem wird, wie aus dem genannten Aufsatz hervorgeht, ihr Arbeiten durch bipolare Effekte begrenzt, d. h. durch Effekte, die von in das Substrat, ausgehend von den Zonen entgegengesetzten Typs, injizierten Minoritätsladungen herrühren. In den Schlußfolgerungen des Aufsatzes finden sich mehrere Vorschläge mit dem Ziel, die bedenkliche Wirkung dieser in das Substrat injizierten Minoritätsladungen zu vermindern. Mit der vorliegend beschriebenen Anordnung kann man, wie ersichtlich ist, die Masse dieser
integrierten Schaltung gegenüber dem Substrat in der Weise vorspannen, daß keine Zone entgegengesetzten Typs zu irgendeinem Zeitpunkt ein solches Potential erreichen kann, daß eine Injektion von Minoritätsladungen erfolgen kann.
Es sei schließlich noch erwähnt, daß die integrierten Vorspannungsanordnungen nach F i g. 1 und 4 auch als Spannungswandler (Umformung einer niedrigen Wechselspannung in eine hohe Gleichspannung) für Zwecke brauchbar sind, die von den vorstehend für die Erfindung angegebenen gänzlich abweichen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Anordnung zum Erzeugen einer Vorspannung für das Substrat eines integrierten Schaltkreises, die auf diesem Substrat integriert
a) einen von einer Gleichspannungsquelle gespeisten, periodische Signale liefernden Impulsgenerator, und
b) zur Übertragung von Ladungen in das Substrat einen von dem Impulsgenerator gesteuerten Schaltungsteil mit Halbleiterzonen des dem Leitungstyp des Substrats entgegengesetzten Leitungstyps enthält, die die Quellen- bzw. Senkenzone eines Feldeffekttransistors mit isolierter Steuerelektrode bilden, wobei die Senkenzone des Feldeffekttransistors, die mit der isolierten Steuerelektrode verbunden ist, zugleich ejne der Elektroden eines Kondensators ist, dessen andere Elektrode von einer leitenden, von der Senkenzone des Feldeffekttransistors isolierten Schicht gebildet ist, und bei der außerdem
c) der eine Anschluß des Impulsgenerators mit der ersten, die Quellenzone des Feldeffekttransistors bildenden Halbleiterzone verbunden ist und die eine der Kondensatorelektroden bildende leitende Schicht an den Ausgang des Impulsgenerators angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
d) der Impulsgenerator (Cl)z'i-i'i Ausgänge (a\, ai) aufweist und so ausgebildet ist, daß die periodischen Signale an dem f ;nen Ausgang (a{) gegenüber den aus dem anderen Ausgang fa) kommenden periodischen Signalen phasenverschoben sind,
e) der integrierte Schaltungsteil zur Übertragung von Ladungen in das Substrat n+ I mit n>2 Halbleiterzonen (M. Z1, Z1 ... Zn) des dem Leitungstyp (p) des Substrats entgegengesetzten Leitungstyps (n+) enthält, die die Quellenbzw. Senkenzonen von π Feldeffekttransistoren mit isolierter Steuerelektrode bilden, wobei die zwischen der die Quelle des ersten Feldeffekttransistors (T]) bildenden ersten Halbleiterzone (M) und der die Senke des n-ten Feldeffekttransistors bildenden π+1-ten Halbleiterzone (Zn) liegenden übrigen n— 1 Halbleiterzonen (Z\ bis Zn-1) jeweils zugleich die Senke des einen und die Quelle des folgenden Feldeffekttransistors bilden,
f) jede als Senkenzone eines Feldeffekttransistors wirkende Halbleiterzone (Z\ bis Zn) zugleich eine der Elektroden eines Kondensators (Q, Cz ... Cn) ist, dessen andere Elektrode von einer leitenden, von der entsprechenden Halbleiterzone (Zi bis Zn) isolierten Schicht gebildet ist,
g) die durch die leitenden Schichten gebildeten Elektroden (d bis Cn) aufeinanderfolgender Kondensatoren (Q bis Cn) jeweils an einen anderen Ausgang des Impulsgenerators (CI) angeschlossen sind und bei allen Transistoren (Ti bis Tn)d\e Steuerelektrode (Ei bis E„)m\l der Senkenzone verbunden ist.
h) die Gleichspannungsquelle (S) mit einem ihrer beiden Pole an der ersten Halblciterzone (M) angeschlossen ist. und
i) die Oberfläche der ersten Halbleiterzone (M) größer ist als die Oberfläche jeder einzelnen der übrigen Halbleiterzonen (Zi bis Zn), so daß der durch den Übergang zwischen der ersten Halbleiterzone (M) und dem Substrat gebildete Kondensator eine größere Kapazität aufweist, als jeder von einer der weiteren Halbleiterzonen (Zi bis Zn) und dem Substrat gebildeter Kondensator.
DE2333777A 1972-06-27 1973-06-27 Anordnung zum Erzeugen einer Vorspannung für das Substrat eines integrierten Schaltkreises Expired DE2333777C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH964472A CH553481A (fr) 1972-06-27 1972-06-27 Ensemble pour polariser le substrat d'un circuit integre.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2333777A1 DE2333777A1 (de) 1974-01-10
DE2333777C2 true DE2333777C2 (de) 1983-08-25

Family

ID=4354136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2333777A Expired DE2333777C2 (de) 1972-06-27 1973-06-27 Anordnung zum Erzeugen einer Vorspannung für das Substrat eines integrierten Schaltkreises

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3845331A (de)
JP (1) JPS5724661B2 (de)
CH (1) CH553481A (de)
DE (1) DE2333777C2 (de)
FR (1) FR2191276B1 (de)
GB (1) GB1372679A (de)
IT (1) IT986599B (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3922571A (en) * 1974-06-12 1975-11-25 Bell Telephone Labor Inc Semiconductor voltage transformer
US4090095A (en) * 1976-02-17 1978-05-16 Rca Corporation Charge coupled device with diode reset for floating gate output
CH614837B (fr) * 1977-07-08 Ebauches Sa Dispositif pour regler, a une valeur determinee, la tension de seuil de transistors igfet d'un circuit integre par polarisation du substrat d'integration.
JPS5593252A (en) * 1979-01-05 1980-07-15 Mitsubishi Electric Corp Substrate potential generating apparatus
WO1980001972A1 (en) * 1979-03-13 1980-09-18 Ncr Co Write/restore/erase signal generator for volatile/non-volatile memory system
JPS55162257A (en) * 1979-06-05 1980-12-17 Fujitsu Ltd Semiconductor element having substrate bias generator circuit
US4326134A (en) * 1979-08-31 1982-04-20 Xicor, Inc. Integrated rise-time regulated voltage generator systems
US4539490A (en) * 1979-12-08 1985-09-03 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Charge pump substrate bias with antiparasitic guard ring
US4468686A (en) * 1981-11-13 1984-08-28 Intersil, Inc. Field terminating structure
ATE67617T1 (de) * 1985-08-26 1991-10-15 Siemens Ag Integrierte schaltung in komplementaerer schaltungstechnik mit einem substratvorspannungs- generator.
US5006974A (en) * 1987-12-24 1991-04-09 Waferscale Integration Inc. On-chip high voltage generator and regulator in an integrated circuit
US11929674B2 (en) 2021-05-12 2024-03-12 Stmicroelectronics S.R.L. Voltage multiplier circuit

Also Published As

Publication number Publication date
US3845331A (en) 1974-10-29
JPS5724661B2 (de) 1982-05-25
JPS4952986A (de) 1974-05-23
IT986599B (it) 1975-01-30
DE2333777A1 (de) 1974-01-10
FR2191276B1 (de) 1977-09-16
CH553481A (fr) 1974-08-30
GB1372679A (en) 1974-11-06
FR2191276A1 (de) 1974-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2412699C2 (de) Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement
DE2829966C2 (de) Halbleiterspeichervorrichtung
DE2537564C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer integrierten Schaltung sowie Verwendung dieses Verfahrens
DE1024119B (de) Bistabile Gedaechtniseinrichtung mit einem halbleitenden Koerper
DE2333777C2 (de) Anordnung zum Erzeugen einer Vorspannung für das Substrat eines integrierten Schaltkreises
DE2654311B2 (de) Einrichtung zum Aufladen einer Batterie aus einer Stromquelle variabler Spannung
DE2643704C2 (de) Transversalfilter mit mindestens einem analogen Schieberegister und Verfahren zu dessen Betrieb
DE1961125C3 (de) Speicherschaltung
DE2144235B2 (de) Verzögerungsanordnung
DE2252148C3 (de) Ladungsgekoppelte Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrem Betrieb
DE2341899A1 (de) Halbleiteranordnung
DE2363089C3 (de) Speicherzelle mit Feldeffekttransistoren
DE2638976A1 (de) Ladungsuebertragungsanordnung
DE2504088A1 (de) Ladungsgekoppelte anordnung
DE2613497C3 (de)
DE2142721A1 (de) Integrierte bistabile Speicherzelle
DE2812378A1 (de) Halbleiterschaltung mit mindestens zwei in einem halbleiterkristall vereinigten feldeffekttransistoren
DE2742935C3 (de) Nichtflüchtiger Langzeitspeicher
DE3220084C2 (de)
DE2124635A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Bereiches hoher elektrischer Feldstarke in Halblei tem
DE2844248C3 (de) Ladungsübertragungsanordnung
DE2151898C3 (de) Ladungstransporteinrichtung
DE3507864A1 (de) Ladungsgekoppeltes querfilter
DE1803175A1 (de) Flip-Flop
DE2430947C2 (de) Halbleiterspeichereinheit

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8126 Change of the secondary classification

Ipc: H01L 23/56

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ETA S.A. FABRIQUES D EBAUCHES, GRENCHEN, CH

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: SPARING, K., DIPL.-ING. ROEHL, W., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 4000 DUESSELDORF

8339 Ceased/non-payment of the annual fee