DE2820913C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte statische In
duktionstransistorlogikanordnung (SITL-Anordnung) nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine integrierte statische Induktionstransistor-Logikschal
tungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist
in der Zeitschrift "Electronics" vom 19. August
1976, S. 4E und 6E, sowie in den Fig. 1 bis 3 der folgenden
Beschreibung beschrieben. Ferner sei darauf hingewiesen, daß
die US-PS 40 09 397 bereits vorschlägt, zur Erhöhung der
Schaltgeschwindigkeit einer integrierten Injektionslogik (IIL)-Schaltungsanordnung die Spei
cherung der Minoritätsladungsträger im Schalttransistor da
durch zu verringern, daß der Basis-Emitter-Strecke des Schalt
transistors ein als Diode geschalteter Nebentransistor paral
lelgeschaltet wird, dessen Basis und Kollektor verbunden sind.
Der Grundaufbau einer solchen SITL-Anordnung ist in der Äqui
valentschaltung gemäß Fig. 1 gezeigt. Die gezeigte SITL-Anord
nung weist einen bipolaren Transistor Q 1 auf, der als Injek
tor dient, und einen statischen Induktionstransistor (ein
statischer Induktionstransistor ist ein Sperrschichtfeldef
fekttransistor mit triodenartiger Kennlinie) Q 2, der als
Schalttransistor (im folgenden auch Treibertransistor) dient.
Der Kollektor des Injektortransistors Q 1 ist mit dem Gate des
Schalttransistors Q 2 gekoppelt, und die Basis des Injektor
transistors Q 1 und die Source des Treibertransistors Q 2 sind
gegenseitig miteinander gekoppelt. Für einen üblichen Betrieb
dieser SITL-Anordnung liegt am Emitter des Injektors Q 1 ein
konstantes Potential V EE , und die Source des Treibertransi
stors Q 2 ist geerdet. Die SITL-Anordnung arbeitet in einer
Weise ähnlich einer konventionellen integrierten Injektions
logik (IIL)-Vorrichtung, die Bipolartransistoren verwendet,
um als Injektor und Treiber zu dienen, ist aber in vielen Be
ziehungen der IIL-Vorrichtung überlegen, was im folgenden
noch erläutert wird.
Der als Treiber Q 2 dienende statische Induktions
transistor ist grundsätzlich eine Majoritätsladungsträgersteuervorrich
tung und daher nur in einem außerordentlich verminderten Aus
maß dem sogenannten Minoritätsladungsträgerspeichereffekt ausgesetzt,
der zur Begrenzung der Schaltgeschwindigkeit des Treibertran
sistors in der konventionellen IIL-Vorrichtung beiträgt. In
folgedessen kann die SITL-Vorrichtung eine wesentlich höhere
Geschwindigkeit bei einer Schaltoperation, verglichen mit der
üblichen IIL-Vorrichtung, erzeugen. Im folgenden werden die
Ladungsträger kurz als Träger bezeichnet.
Ein Beispiel der Grundstruktur einer integrierten SITL-Vorrich
tung der obenerwähnten Art ist in Draufsicht in Fig. 2 und
in einem Vertikalschnitt längs der Linie III-III der Fig. 2 in
Fig. 3 gezeigt. Die SITL-Vorrichtung weist ein Halbleiterwafer
10 auf, der aus einem stark dotierten n⁺-Typ-Substrat 13 und
einer leicht dotierten n--Typ-Halbleiterschicht 14 (im folgenden Lage genannt) besteht. In der Halblei
terlage 14 ist eine stark dotierte p⁺-Type-Zone 11 und eine
stark dotierte p⁺-Type-Zone 12 von maschenartiger Gestalt vorge
sehen. In den oberen Teilen der Lage 14 sind in den durch Zone
12 umgebenden Teilen stark dotierte n⁺-Type-Zonen 15 und 16 vor
gesehen. Die Zonen 11, 12 und ein Teil der Lage 14, die sand
wichartig zwischen den Zonen 11 und 12 angeordnet ist, bilden
gemeinsam einen lateralen Bipolartransistor, der als Injektor
transistor Q 1, wie in Fig. 1 gezeigt, dient. Im einzelnen dient
die Zone 11 als Emitter, die Zone 12 arbeitet als Kollektor und
der sandwichartige Teil der Lage 14 arbeitet als eine Basis.
Andererseits bilden die Zonen bzw. Lagen 12, 13, 14, 15 und 16 gemeinsam
einen statischen Induktionstransistor, der als ein Treibertran
sistor Q 2, wie in Fig. 1 gezeigt, dient. Insbesondere arbeitet
das Substrat 13 als eine Source, die Zone 12 arbeitet als ein
Gate und die Zonen 15 und 16 arbeiten als die entsprechenden
Drainelektroden. Die Stromkanäle des statischen Induktions
transistors sind diejenigen Teile der Lage 14, die von der Zone 12
umgeben sind. An entsprechenden Stellen sind Drainelektroden D 1
und D 2, eine Gate/Kollektor-Elektrode G/C, eine Emitterelektrode
E und eine Source/Basis-Elektrode S/B vorgesehen. Eine Passivie
rungsfilmlage 17, wie beispielsweise ein Siliciumdioxydfilm oder eine
Siliciumnitritfilmlage ist an der freiliegenden Oberseite
des Halbleiterwafers 10 ausgebildet.
Bei einer derartig einfachen Struktur
erhält man eine integrierte SITL-Vorrichtung,
deren Leistung-Verzögerungsprodukt für niedrigen Strombetrieb
bis hinab zu 0,002 pJ oder weniger verringert wird. Ferner wurde
ein Muster einer solchen SITL-Vorrichtung gemäß der Struktur der
Fig. 2 und 3 verwirklicht und zeigte eine minimierte Verzögerungs
zeit von 13,8 Nanosekunden oder weniger im Betrieb mit einer Ver
lustleistung von 230 Mikrowatt. Bei diesem Muster hatte die Halb
leiterlage 14 eine Störstellenkonzentration von ungefähr 1014
Atome/cm3 und eine Dicke von ungefähr 6 Mikrometern, wobei die Gate
zone 12 eine Störstellenkonzentration von ungefähr 1017 Atome/cm3
oder mehr hatte und eine Dicke von ungefähr 2 Mikrometern aufwies,
und der Gatemaskenabstand ist auf ungefähr 6 Mikrometer eingestellt.
Die obenerwähnte Verzögerungszeit der SITL-Vorrichtung wird durch
mehrere Faktoren bestimmt, wie beispielsweise durch eine Verzögerung zum Aufla
den der Gatekapazität des Treibertransistors,
und durch einen Trägerspeichereffekt infolge überschüssiger
Minoritätsträger, die vom Gate in den Stromkanal injiziert werden.
Die Verzögerungszeit kann
durch Minimierung der Dicke der einen hohen Wider
standswert aufweisenden Lage 14 und durch Minimierung der effektiven
Fläche des Gates 12 reduziert werden.
Die SITL-Vorrichtung hat zahlreiche hervorragende Merkmale,
wobei aber noch ein zu verbesserndes Problem verbleibt. Dieses
Problem wird durch den Minoritätsträger-Speichereffekt reprä
sentiert, der in einem als Treibertransistor der SITL-Vorrich
tung dienenden statischen Induktionstransistor entsteht und
hervorgerufen wird durch die überschüssigen Minoritätsträger,
die in den Stromkanal vom Gate injiziert werden, wenn sich der
Treibertransistor im leitenden Zustand befindet. Der durch den
Injektortransistor gelieferte Strom wird nach Laden der Gate
kapazität des Treibertransistors bis zu einem erforderlichen
Potential sein Fließen zur Ladung der Gatekapazität bis zu einem
übermäßig hohen Potential fortsetzen, weil der Injektorstrom
normalerweise im wesentlichen konstant gehalten wird. Infolge
dessen ist die Gatesperrschicht des Treibertran
sistors tief in Vorwärtsrichtung oder Durchlaßrichtung vorge
spannt, so daß eine übermäßig große Trägermenge injiziert wird,
wodurch der oben beschriebene Trägerspeichereffekt hervorgerufen
wird. Da ein statischer Induktionstransistor grundsätzlich
eine Majoritätsträgersteuervorrichtung ist, ist das Ausmaß des
sich am Stromkanal des als Treiber dienenden statischen Induk
tionstransistors entwickelnden Minoritätsträgerspeichereffekts
sehr klein, verglichen mit dem in einem Bipolartransistor.
Der Trägerspeichereffekt ist jedoch ein großes Hindernis bei
der weiteren Vergrößerung der Betriebsgeschwindigkeit der
SITL-Vorrichtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine integrierte
statische Induktionstransistor-Logikschaltungsanordnung ge
mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart auszubilden, daß
sie durch Verringerung des Minoritätsladungsträger-Speicher
effekts mit einer im Vergleich zum Stand der Technik höheren
Geschwindigkeit betreibbar ist.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschrei
bung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der
Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild einer Äquivalentschaltung einer
SITL-Vorrichtung bekannter Art;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel einer
integrierten SITL-Vorrichtung bekannter Art;
Fig. 3 einen Vertikalschnitt längs der Linie III-III
der Fig. 2;
Fig. 4 einen Vertikalschnitt eines Ausführungsbeispiels
der SITL-Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 5 ein Schaltbild der Äquivalentschaltung der SITL-
Vorrichtung der Fig. 4;
Fig. 6 und 7 Vertikalschnitte verschiedener Ausführungsbei
spiele der erfindungsgemäßen SITL-Vorrichtung.
Ein Ausführungsbeispiel der verbesserten SITL-Vorrichtung der
Erfindung ist im Vertikalschnitt in Fig. 4 gezeigt. Die SITL-
Vorrichtung weist ein Halbleiterwafer 110 auf, der aus einem
stark dotierten n⁺-Type-Substrat 113 und einer leicht dotierten
n--Type-Lage 114 besteht. Die Halbleiterlage 114 kann beispiels
weise durch das übliche Epitaxialwachstumsverfahren oder ein
Diffusionsverfahren hergestellt werden. In der beispielsweise aus
Silicium hergestellten Halbleiterlage 114 sind einzelne stark
dotierte p⁺-Type-Zonen 121, 122, 123, 124 und 125 vorgesehen.
Die Zonen 122-125 müssen auf dem gleichen Potential gehalten
werden, so daß sie elektrisch miteinander verbunden sind. Im
allgemeinen können sämtliche Zonen 122-125 vorzugsweise in
einer kontinuierlichen Form, wie beispielsweise in der Form
eines Gitters oder einer Maschenform
ausgebildet sein. An denjenigen Stellen in der Halbleiter
lage 114, die durch die entsprechenden Zonen 122-125 umgeben
sind, werden gesonderte stark dotierte n⁺-Type-Zonen 115, 116
und 117 vorgesehen. Auf den Zonen 121, 122, 115, 116 sind jeweils Ohm'sche
Elektroden 133, 134, 135 und 136 abgeschieden. Es ist ebenfalls
eine Ohm'sche Elektrode 137 abgeschieden, um eine Ohm'sche
Verbindung zwischen den zwei Zonen 117 und 125 herzustellen.
Bezugszeichen 118 bezeichnet einen Passivierungsfilm aus einem
Isoliermaterial, wie beispielsweise Siliciumdioxyd, welcher
die freiliegenden Teile der Oberfläche oder Oberseite der
Halbleiterlage 114 bedeckt.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 besitzen die n⁺-Type-Lage
113 und die n⁺-Type-Zonen 115-117 eine Störstellenkonzentra
tion von 1018 ∼ 1021 Atome/cm3. Die n--Type-Lage 114 besitzt
eine Störstellenkonzentration von 1011 ∼ 1015 Atome/cm3. Jede
der p⁺-Type-Zonen 121-125 besitzt eine Störstellenkonzentra
tion von 1017 ∼ 1021 Atome/cm3.
Die Äquivalentschaltung der in Fig. 4 dargestellten SITL-
Vorrichtung ist in Fig. 5 gezeigt. In dieser Figur stellt
das Bezugszeichen Q i einen pnp-Bipolartransistor dar,
der als der Injektionstransistor der SITL-Vorrichtung dient,
und das Bezugszeichen Q d repräsentiert einen n-Kanal-stati
schen-Induktionstransistor, der als Treibertransistor dient.
Der Treibertransistor Q d hat zwei gesonderte Drains D 1 und
D 2, ein Gate G d und eine Source S d . Der Injektortransistor
Q i hat einen Emitter E, einen mit dem Gate G d des Treibertran
sistors verbundenen Kollector C und eine mit der Source des
Treibertransistors verbundene Basis B. Ferner ist
ein zusätzlicher n-Kanal-statischer-Induktionstransistor Q b
eingeführt, um einen Strompfad über Gate und Source des
Treibertransistors Q d vorzusehen. Dieser zusätzliche Transistor Q b ,
der im folgenden Nebenwegtransistor bezeichnet
wird, steht mit seinem Gate G b in Verbindung mit dem Gate G d
des Treibertransistors Q d , während die Drainelektrode D b
mit dem Gate G b verbunden ist, und eine Source S b mit der
Source S d des Treibertransistors in Verbindung steht.
Im folgenden wird auf die Beziehung zwischen Fig. 4 und Fig. 5
eingegangen. Der Treibertransistor Q d weist Lagen 113, 114
und Zonen 115, 116, 122, 123, 124 auf. Im einzelnen dient
die Lage 113 als die Source S d ; die Zonen 122-124 dienen als
das Gate G d ; die Zonen 115, 116 dienen als die Drainelektroden
D 1 und D 2 und diejenigen Teile der Lage 114, die von den ent
sprechenden Zonen 122-124 umgeben sind, dienen als gesonderte
Stromkanäle. In ähnlicher Weise wird der Nebenwegtransistor
Q b durch die als Source S b dienende Lage 113, die als Drain
D b dienende Zone 117 und die als Gate G b wirkenden Zonen 124,
125 und den Teil der Lage 114 gebildet, der als der Stromka
nal dient und durch die Zonen 124 und 125 umgeben ist. Anderer
seits bilden die Zonen 121 und 122 den Emitter und den Kollek
tor des Injektortransistors Q i . Ebenfalls dient ein Teil der
Lage 114, angeordnet zwischen dem Emitter und dem Kollektor,
als die Basis B des Injektortransistors Q i . Wie man erkennt,
ist der Kollektor des Injektortransistors Q i bzw. das Gate
des Nebenwegtransistors Q b mit dem Gate des Treibertransistors
Q d vereinigt und werden dadurch auf dem gleichen Potential
mit dem des Treibergate gehalten. In ähnlicher Weise ist die
Source des Nebenwegtransistors Q b und die Basis des Injektor
transistors Q i auf dem gleichen Potential mit dem Sourcepoten
tial des Treibertransistors Q d gehalten.
Die Arbeitsweise des oben erläuterten Ausführungsbeispiels
der Erfindung wird im folgenden erklärt.
Es sei nunmehr angenommen, daß eine bestimmte Spannung V EE
konstant an den Emitter E des Injektortransistors Q i angelegt
ist, um diesen Transistor leitend zu machen, und daß eine be
stimmte (nicht gezeigte) externe Vorrichtung an Gate G d und
Source S d des Treibertransistors Q d angeschlosen ist. In dem
Falle, daß die externe Vorrichtung der vorhergehenden Stufe
eingeschaltet ist und der vom leitenden Injektortransistor
gelieferte Strom vollständig in der externen Vorrichtung ver
sinkt oder verschwindet, so wird das Gate des Treibertransistors
beispielsweise auf der einen niedrigen Pegel aufweisenden Span
nung, wie beispielsweise 0,1 bis 0,2 Volt gehalten. Unter die
ser Bedingung werden sowohl Treibertransistor als auch Neben
wegtransistor in den Aus-Zustand gebracht, weil die Stromka
näle dieser Transistoren durch die Gate-Kanal-Verarmungsschich
ten abgeschnürt sind, und weil
auf diese Weise hohe Potentialbarrieren in den Stromkanälen
entwickelt sind.
Als nächstes sei die Arbeitsweise des oben erwähnten Ausfüh
rungsbeispiels beschrieben, wenn die externe Vorrichtung in
der vorhergehenden Stufe abgeschaltet ist. Nach dem Abschal
ten der externen Vorrichtung fließt der Strom, der ein fast
konstanter Strom ist und vom Injektortransistor geliefert
wird, sodann zum Gate der Treiber und Nebenweg
transistoren hin.
Infolgedessen wird
der Treibertransistor unmittelbar nach dem Ausschalten der
externen Vorrichtung der vorhergehenden Stufe eingeschaltet.
Im wesentlichen gleichzeitig mit dem Einschalten des Treiber
transistors ändert sich andererseits das Verhalten des Neben
wegtransistors und er wird leitend, weil an seine Drainelektrode
eine erforderliche Spannung nicht kleiner als V go angelegt wur
de. Daher wird ein großer Teil des vom Injektortransistor ge
lieferten Stroms durch den Nebenweg- oder Bypathtransistor
abgeleitet und somit wird ein weiterer Anstieg des Treiber
gatepotentials nur um einen kleinen Wert gestattet.
Wenn, wie oben beschrieben, der Treibertransistor eingeschal
tet ist, so wird das Treibergatepotential im wesentlichen da
ran gehindert, einen weiteren Anstieg zu bewirken, und zwar
infolge der Wirkung des Nebenwegtransistors. Auf diese Weise
wird kaum eine unnötige übermäßige Minoritätsträgerinjektion
in dem Stromkanal des Treibertransistors auftreten.
Der Innenwiderstand des Nebenwegtran
sistors muß im leitenden Zustand relativ höher gehal
ten werden als der des Treibertransistors im leitenden Zustand.
Diese Bedingung kann erreicht werden durch Einstellung der
Breite des Stromkanals des Nebenwegs derart, daß die Breite
etwas kleiner ist als diejenige jedes der Stromkanäle des Trei
bertransistors. Alternativ kann für den gleichen Zweck die
Störstellenkonzentration derart bestimmt sein, daß sie etwas
niedriger ist als die der Stromkanäle des Treibertransistors.
Wenn die externe Vorrichtung der vorhergehenden Stufe wieder
eingeschaltet wird, so wird der Treibertransistor unmittelbar
ausgeschaltet, und zwar wegen dem minimierten Minoritätsträger
speichereffekt im Treibertransistor.
Eine Abwandlung der SITL-Vorrichtung der Fig. 4 ist im
Vertikalschnitt in Fig. 6 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbei
spiel ist die Störstellenkonzentration derjenigen Teile 200,
201, 202 und 203, die tatsächlich als die Basis des Injektor
transistors und die Stromkanäle der Treiber- und Nebenweg
transistoren dienen, so eingestellt, daß sie niedriger ist
als diejenige der verbleibenden Teile in der Lage 114 mit
Ausnahme der Gates 122-125 und des Emitters 121. Beispielswei
se ist die erstgenannte Störstellenkonzentration auf ungefähr
1011 bis ungefähr 1015 Atome/cm3 eingestellt und die letztere
Störstellenkonzentration ist mit ungefähr 1015 Atome/cm3 oder
mehr bestimmt. Bei dieser Anordnung wird die Injektion der
Minoritätsträger hauptsächlich in die realen Stromkanalzonen
201-203 von den Gatezonen 122-125 gestattet und auch effektiv
in die Basiszone 200 von der Emitterzone 121. Weil die Dif
fusionspotentialdifferenz groß ist, ist die Injektion der
Löcher von den P+ -Type-Gatezonen 122-125 in die n-Type-Zonen
201′-203′, die zwischen den n--Type-Zonen 201-203 bzw. den
n⁺-Type-Zonen 115-117 angeordnet sind, nicht sehr intensiv.
Eine weitere Abwandlung der SITL-Vorrichtung der Fig. 4 ist
im Vertikalschnitt in Fig. 7 gezeigt, wo die Gates von sowohl
dem Treibertransistor als auch dem Nebenwegtransistor in win
zigen p⁺-Type-Zonen 122 B, 123 A, 123 B, 124 A, 124 B und 125 A
gebildet sind, und wobei der Kollektor des Injektortransistors
als eine p+ -Type-Zone 122 A gesondert von der Gatezone 122 B
gebildet ist. Sämtliche der entsprechenden Gate und Kollektor-
Zonen 122 A, 122 B, . . . 125 A sind elektrisch und gegenseitig
verbunden mit leitenden Lagen 210, 211 und 212 aus leitendem
Material wie beispielsweise Aluminium, Molybdän, einem einen
niedrigen Widerstandswert aufweisenden Polysilicium.
Die leitenden Lagen 210, 211, 212 sind von der einen hohen Wi
derstandswert aufweisenden Lage 114 und auch von den Drain
zonen 115, 116, 117 isoliert, und zwar durch Isolationslagen
213-223 aus einem Isolatormaterial, wie beispielsweise SiO2,
Si3N4, Al2O3 und einer Kombination aus irgendwelchen dieser
Materialien, wobei eine
Struktur mit Ausnehmungen gebildet wird.
Die Bezugszeichen 224-228 repräsentieren jeweils Isolierla
gen aus einem Isolatormaterial, wie beispielsweise SiO2,
Si3N4, Al2O3, einem einen hohen Widerstandswert aufweisenden
Polysilicium, Polyimidharz, usw. Die Elektrode 137 ist von
der einen hohen Widerstandswert aufweisenden Lage 114 und von
der Drainzone 117 durch die Isolierlagen 216, 222 und 228 ge
trennt, und in ähnlicher Weise ist die Elektrode 133 von der
einen hohen Widerstandswert aufweisenden Lage 114 durch die
Isolierlagen 223, 224 und 229 getrennt.
Dieses Ausführungsbeispiel kann weiter verbesserte Betriebs
charakteristika aufweisen, was im folgenden im einzelnen be
schrieben wird. Jede der Gatezonen 122 B, . . ., 124 A kann
leicht in einer winzigen Abmessung als stark
dotierte Zone ausgebildet werden, und zwar durch Verwendung eines
selektiven Diffusionsverfahrens zur Bildung der Gatezonen
vor der Bildung der Isolierlagen 225, . . ., 227 und der leiten
den Lagen 210, . . ., 212. Zudem sind diejenigen Teile dieser
Gatezonen, mit Ausnahme derjenigen, die die effektiven Strom
kanäle berühren, mit den Isolierlagen bedeckt, um dadurch
von jeder benachbarten, einen hohen Widerstandswert aufweisen
den Zone der Lage 114 getrennt zu sein. Daher kann die Gate
kapazität des Treibertransistors stark minimiert werden. Dar
über hinaus wird gestattet, daß fast alle in die Gatezonen
von dem Emitter des Injektortransistors injizierten Träger
exclusiv in die Stromkanäle gezogen werden, so daß der Mino
ritätsträgerspeichereffekt des Treibertransistors stark re
duziert wird.
Claims (3)
1. Integrierte statische Induktionstransistor-Logikschaltungs
anordnung mit einem Injektortransistor (Q i ) und einem als sta
tischem Induktionstransistor ausgebildeten Schalttransistor
(Q d ),
bei welcher
der Kollektor des Injektortransistors (Q i ) mit der Gateelektro de des Schalttransistors (Q d ) verbunden ist und als Eingangsan schluß dient,
die Basis des Injektortransistors (Q i ) mit der Sourceelektrode (S d ) des Schalttransistors (Q d ) verbunden ist und auf einem fe sten Bezugspotential liegt,
der Emitter des Injektortransistors (Q i ) auf einem konstanten Potential (V EE ) liegt, und
die Drainelektrode (D 1, D 2. . .) des Schalttransistors (Q d ) als Ausgangsanschluß dient,
und mit
einem Halbleitersubstrat (113) eines ersten Leitfähigkeitstyps,
einer auf dem Halbleitersubstrat (113) angeordneten Halbleiter schicht (114) des ersten Leitfähigkeitstyps,
einer in der Halbleiterschicht (114) angeordneten Emitterzone (121) vom zweiten Leitfähigkeitstyp, die die Emitterzone des Injektortransistors (Q i ) bildet,
mindestens einer weiteren Zone (122-124) vom zweiten Leitfä higkeitstyp, die den Kollektor des Injektortransistors (Q i ) und die Gatezone (G d ) des Schalttransistors (Q d ) bildet, und
mindestens eine an der Oberfläche der Halbleiterschicht (114) an geordnete stark dotierte Zone (115, 116) vom ersten Leitfähig keitstyp, die die Drainelektrode (D 1, D 2, . . .) des Schalttran sistors (Q d ) bildet,
wobei
das Halbleitersubstrat (113) als Sourcezone des Schalttransi stors (Q d ) dient,
die Halbleiterschicht (114) als Basiszone des Injektortransi stors (Q i ) dient, und
die von der weiteren Zone (122-124) umgebenen Teile der Halb leiterschicht (114) als Kanal des Schalttransistors (Q d ) die nen,
dadurch gekennzeichnet, daß ein als statischer Induktionstransistor ausgeführter Neben wegtransistor (Q b ) vorgesehen ist,
dessen Gateelektrode und dessen Drainelektrode mit der Gate elektrode des Schalttransistors (Q d ) verbunden sind,
dessen Sourceelektrode mit der Sourceelektrode des Schalttran sistors (Q d ) verbunden ist,
der eine Gatezone (124, 125) vom zweiten Leitfähigkeitstyp auf weist, die gleichfalls in der Halbleiterschicht (114) vorgese hen ist,
der eine stark dotierte Drainzone (11) vom ersten Leitfähig keitstyp aufweist, die ebenfalls an der Oberfläche der Halblei terschicht (114) angeordnet ist,
bei dem das Halbleitersubstrat (114) ebenfalls als Sourcezone dient und
bei dem der von der seiner Gatezone (124, 125) umgebene Teil der Halb leiterschicht (114) als Kanal des Nebenwegtransistors (Q b ) dient,
wobei die Breite des Kanals des Nebenwegtransistors (Q b ) klei ner ist als die Breite des Kanals des Schalttransistors (Q d )
oder die Störstellenkonzentration im Kanal des Nebenwegtransi stors (Q b ) geringer ist als die Störstellenkonzentration im Kanal des Schalttransistors (Q d ).
der Kollektor des Injektortransistors (Q i ) mit der Gateelektro de des Schalttransistors (Q d ) verbunden ist und als Eingangsan schluß dient,
die Basis des Injektortransistors (Q i ) mit der Sourceelektrode (S d ) des Schalttransistors (Q d ) verbunden ist und auf einem fe sten Bezugspotential liegt,
der Emitter des Injektortransistors (Q i ) auf einem konstanten Potential (V EE ) liegt, und
die Drainelektrode (D 1, D 2. . .) des Schalttransistors (Q d ) als Ausgangsanschluß dient,
und mit
einem Halbleitersubstrat (113) eines ersten Leitfähigkeitstyps,
einer auf dem Halbleitersubstrat (113) angeordneten Halbleiter schicht (114) des ersten Leitfähigkeitstyps,
einer in der Halbleiterschicht (114) angeordneten Emitterzone (121) vom zweiten Leitfähigkeitstyp, die die Emitterzone des Injektortransistors (Q i ) bildet,
mindestens einer weiteren Zone (122-124) vom zweiten Leitfä higkeitstyp, die den Kollektor des Injektortransistors (Q i ) und die Gatezone (G d ) des Schalttransistors (Q d ) bildet, und
mindestens eine an der Oberfläche der Halbleiterschicht (114) an geordnete stark dotierte Zone (115, 116) vom ersten Leitfähig keitstyp, die die Drainelektrode (D 1, D 2, . . .) des Schalttran sistors (Q d ) bildet,
wobei
das Halbleitersubstrat (113) als Sourcezone des Schalttransi stors (Q d ) dient,
die Halbleiterschicht (114) als Basiszone des Injektortransi stors (Q i ) dient, und
die von der weiteren Zone (122-124) umgebenen Teile der Halb leiterschicht (114) als Kanal des Schalttransistors (Q d ) die nen,
dadurch gekennzeichnet, daß ein als statischer Induktionstransistor ausgeführter Neben wegtransistor (Q b ) vorgesehen ist,
dessen Gateelektrode und dessen Drainelektrode mit der Gate elektrode des Schalttransistors (Q d ) verbunden sind,
dessen Sourceelektrode mit der Sourceelektrode des Schalttran sistors (Q d ) verbunden ist,
der eine Gatezone (124, 125) vom zweiten Leitfähigkeitstyp auf weist, die gleichfalls in der Halbleiterschicht (114) vorgese hen ist,
der eine stark dotierte Drainzone (11) vom ersten Leitfähig keitstyp aufweist, die ebenfalls an der Oberfläche der Halblei terschicht (114) angeordnet ist,
bei dem das Halbleitersubstrat (114) ebenfalls als Sourcezone dient und
bei dem der von der seiner Gatezone (124, 125) umgebene Teil der Halb leiterschicht (114) als Kanal des Nebenwegtransistors (Q b ) dient,
wobei die Breite des Kanals des Nebenwegtransistors (Q b ) klei ner ist als die Breite des Kanals des Schalttransistors (Q d )
oder die Störstellenkonzentration im Kanal des Nebenwegtransi stors (Q b ) geringer ist als die Störstellenkonzentration im Kanal des Schalttransistors (Q d ).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Störstellenkonzentration der Teile (200-203) der Halbleiter
schicht (114), die als Basiszone des Injektortransistors und
als Kanäle des Schalt- und des Nebenwegtransistors dienen, eine
niedrigere Störstellenkonzentration aufweisen, als die übrigen
Teile der Halbleiterschicht (114).
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sämtliche Gatezonen gegenseitig mittels eines leitenden Ma
terials (210, 211, 212) verbunden sind.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52055778A JPS5918870B2 (ja) | 1977-05-15 | 1977-05-15 | 半導体集積回路 |
| JP6264877A JPS53147483A (en) | 1977-05-28 | 1977-05-28 | Semiconductor ic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2820913A1 DE2820913A1 (de) | 1978-11-23 |
| DE2820913C2 true DE2820913C2 (de) | 1987-10-15 |
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ID=26396678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782820913 Granted DE2820913A1 (de) | 1977-05-15 | 1978-05-12 | Integrierte halbleitervorrichtung |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| NL (1) | NL188061C (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3205950A1 (de) * | 1981-10-22 | 1983-05-05 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Bipolar integrierte inverstransistorlogik |
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|---|---|---|---|---|
| US4284997A (en) * | 1977-07-07 | 1981-08-18 | Zaidan Hojin Handotai Kenkyu Shinkokai | Static induction transistor and its applied devices |
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|---|---|---|---|---|
| NL7414273A (nl) * | 1974-11-01 | 1976-05-04 | Philips Nv | Logische schakeling. |
| NL191525C (nl) * | 1977-02-02 | 1995-08-21 | Shinkokai Zaidan Hojin Handot | Halfgeleiderinrichting omvattende een stroomkanaalgebied van een eerste geleidingstype dat wordt omsloten door een van een stuurelektrode voorzien stuurgebied van het tweede geleidingstype. |
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1978
- 1978-05-12 GB GB19346/78A patent/GB1602984A/en not_active Expired
- 1978-05-12 DE DE19782820913 patent/DE2820913A1/de active Granted
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- 1978-05-16 FR FR7814455A patent/FR2391563A1/fr active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL7805149A (nl) | 1978-11-17 |
| FR2391563A1 (fr) | 1978-12-15 |
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