DE2334405C3 - Hochintegrierte Halbleiterschaltung - Google Patents
Hochintegrierte HalbleiterschaltungInfo
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Description
10
15
Die Erfindung bezieht sich auf eine hochintegrierte (LSI-)Halbleiterschaltung nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Bei einer bereits bekannten Halbleiterschaltung dieser Gattung ist eine Aufteilung in Schaltungszellen
vorgesehen, die jeweils eine einzige logische Funktion, wie z. B. NAND-Gatter, NAND-Treibergatter,
NAND-Puffergatter, Expandergatter enthalten und deren Schaltungsverbindungen durch selektive Fortätzung
aus einer Metallisierungsschicht hergestellt sind (US-PS 3621562). Dabei werden ausgedehnte
Leitungswege zwischen einzelnen Bauelementen benötigt. Auch ist nur eine begrenzte Packungsdichte
erreichbar. Auch sind nur begrenzte Laufzeitwerte mit der bekannten Schaltung erreichbar.
Entsprechendes gilt für eine andere bereits bekannte der eingangs genannten Gattung angehörende Halbleiterschaltung
(»1968 International Solid-State Circuits Conference«, Seiten 40 und 41), deren in Reihen und
Spalten angeordnete Schaltungszellen jeweils sieben Transistoren und zehn Widerstände enthalten und die
ebenfalls Ein- und Ausgangskontaktfelder sowie eine aus einer Zweischichtmetallisierung bestehende Verbindungsschaltung
aufweist, in welcher die eine Metallisierungsschicht eine Stromversorgungs-Sammelleitung
enthält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hochintegrierte Halbleiterschaltung der eingangs genannten
Gattung zu schaffen, die eine besonders hohe Leistungsfähigkeit mit Laufzeiten von weniger als 2 ns
in ihren integrierten Einzelschaltungen aufweist, besonders hohen Anforderungen,an einen in den Leitungsverbindungen
leicht und vielseitig modifizierbaren Aufbau besonders hoher Packungsdichte der Bauelemente genügt, zugleich einen besonders geringen
Aufwand an Verbindungsleitern und Ein-/Ausgangsanschlüssen
zu Schaltungsgruppen aus Transistoren und Widerständen mit einer großen Anzahl von
schnellen und leistungsfähigen Emitterfolgestufen erfordert und bei der gleiche gemeinsame Masken zur
Herstellung zahlreicher verschiedener Konfigurationen sowie ein gemeinsames Diffusionsmuster für alle
Halbleiterplättchen verwendbar sind, wobei Umorientierungsmöglichkeiten zur Vereinfachung der erforderlichen
Leitungsverbindungen zwischen den Schaltungsgruppen bestehen u'hd diese Schaltungsgruppen
auch bei höherer Leistungsaufnahme und Eigenerwärmung des Schaltungsplättchens ein stabiles
Betriebsverhalten zeigen und möglichst wenig anfällig
gegenüber Störsignaiten auf der Versorgungsspannung
sein sollen.
Diese: Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch diese Lösung wird eine besonders hohe Pakkungsdichtc
an Transistoren und Widerständen unter weitest möglicher Ausnutzung des auf dem Halbleiterkörper
und in den einzelnen Makrogruppen vorhandenen Platzes erreicht. Auch ist der Herstellungsaufwand
durch die Verwendbarkeit einer begrenzten Zahl von Masken trotz der Möglichkeit vielfältiger 6U
Abwandlungen der Schaltungskonfigurationen verhältnismäßig klein. Auf jedem Halbleiterkörper können
mehr als 600 Transistoren und 500 Widerstände ausgebildet werden, wobei durch Verwendung unterschiedlicher
Muster für die Metallisierungsbeschichtung bis zu angenähert 100 unterschiedliche Schaltungen
erzeugbar sind.
Eine Anzahl Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung einer hochintegrierten Halbleiterschaltung
gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben. Die Ansprüche 12 bis
15 betreffen ein Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl von hochintegrierten (LSI-)Schaltungsplättchen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen
beispielsweise näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 Abis 1 K Querschnitte durch den Halbleiterkörper einer hochintegrierten Halbleiterschaltung gemäß
der Erfindung zur Veranschaulichung der einzelnen Herstellungsstufen,
Fig. 2A bis 2J Draufsichten auf die Diffusionsinasken, die bei den in den Fig. IA bis IK veranschaulichten
Herstellungsstufen zu verwenden sind,
Fi g. 3 eine Draufsicht auf die Ausführungsform einer hochintegrierten Halbleiterschaltung gemäß der
Erfindung, bei der eine Makrogruppe des Plättchens mit dem in Fig. 2E dargestellten Muster versehen
ist,
Fig. 4 in einem vergrößerten Maßstab die Transistoren und Widerstände innertialb einer Makrogruppe,
Fig. 5 eine Maske für die erste Metallisierungsschicht,
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Maske für die Durchführungslöcher,
Fig. 7 eine Draufsicht für die Maske für eine zweite Metallisierungsschicht des Schaltungsplättchens,
Fig. 8 in vergrößertem Maßstab die Draufsicht auf eine Makrogruppe mit Eingangs- und Ausganeskontaktfeldern.
Zur Herstellung der hier als Ausführungsbeispiel behandelten hochintegrierten Halbleiterschaltung gemäß
der Erfindung, nachstehend kurz LSI-Plättchen genannt, wird von Siliziumplatten mit beispielsweise
6,35 cm Durchmesser und 508 &mgr;&eegr;&ngr; Dicke mit einem gleichmäßig verteilten Fremdstoff eines Leitfähigkeitstyps,
wie z. B. vom P-Typ, ausgegangen. Auf der. planaren Oberfläche 27 des in Fig. IA gezeigten
Halbleiterkörpers 26 wird eine beispielsweise aus Siliziumdioxid bestehende Isolierschicht 28 angebracht,
die als Diffusionsmaske dient. In der Isolierschicht 28 werden mittels herkömmlicher photoli*,hographischer
Verfahren unter Verwendung der in Fig. 2 A dargestellten Maske Fenster oder Öffnungen 29 hergestellt,
deren Größe durch die in Fig. 2A dargestellten schwarzen Flächen 31 bestimmt wird. Die schwarzen
Flächen 31 haben, wie Fi g. 2 A zeigt, unterschiedliche Größe und sind nach einem vorbestimmten Muster
auf der Maskenfläche verteilt angeordnet. Das Muster entspricht demjenigen einer Makrogruppe von insgesamt
25 solcher Makrogruppen auf jedem Plättchen. Jede Siliziumplatte kann insgesamt 100 oder noch
mehr LSI-Plättchen umfassen.
Nach Herstellung des Fensters 29 wird ein Fremdstoff vom N-Typ durch die Offnungen 2Üh'n den Halbleiterkörper
eindiffundiert, um im Querschnitt durch napfförmige PN-Übergänge 33 begrenzte Zonen vom
N-Typ 32 auszubilden, die bis zur Oberfläche 27 unter der Isolierschicht 28 reichen. Gleichzeitig mit der diffundierten
Zone 32 wird in den Fenstern 29 eine dünne Siliziumdioxidschicht 28 hergestellt, wie sie in
Fig. IC angedeutet ist.
Die Siliziumdioxidschicht 28 wird danach von der Oberfläche 27 f<?rtgeätzt. Dann wird eine Epitaxialschicht
34 mit einem N-Fremdstoff in einer Dicke von beispielsweise 2,5 &mgr;&pgr;&igr; auf der Oberfläche ausgebildet.
Die Epitaxialschicht 34 weist ebenfalls eine planare
Oberfläche 36 auf. Bei Ausbildung der Epitaxialschicht 34 diffundieren die N-Zonen 32, die somit zu
einer »begrabenen« Schicht werden, wie in Fig. IB dargestellt, nach oben in die Epitaxialschicht 34
ein.
Nach Ausbildung der Epitaxialschicht 34 wird auf der Oberfläche 36 eine Siliziumdioxidschicht 37 ausgebildet,
und mittels photolithographischer Verfahren und der in Fig. 2B dargestellten Maske werden Fenster
38 in der Siliziumdioxidschicht 37 hergestellt. Die Größe der Fenster 38 entspricht der Größe der
schwarzen Flächen 39, der in Fig. 2 B dargestellten Maske. Dann wird ein N-Fremdstoff durch die Fenster
38 in einem Tiefdiffusionsverfahren eindiffundiert, wodurch N~-Zonen 41 geschaffen werden, die, wie
aus Fig. IB ersichtlich, nach unten bis zur Berührung
mit der begrabenen N-Schicht und der N-Kollektorzone
32 reichen. Nach der Kollektor-Tiefdiffusion wird die Sihziumdioxidschicht 37 weggeätzt und eine
weitere Siliziumdioxidschicht 42 entsprechend Fig. IC auf der Oberfläche 36 hergestellt. Dann werden
durch photolithographische Verfahren unter Verwendung der in Fig. 2C dargestellten Maske Fenster
oder Offnungen 43 in der Siliziumdioxidschicht 42 ausgebildet, die den schwarzen Flächen 44 der in
Fig 2C dargestellten Maske entsprechen. Die
schwarzen Flächen 44 gemäß Fig. 2C bilden zugleich
Isolationszonen 46, nämlich vier Zonen auf der rechten Seite, vier Zonen auf der linken Seite und eine
Zone in der Mitte des Halbleiterkörpers (siehe Fig. IC), die zur Ausbildung von Transistoren dienen.
Durch die Öffnungen 43 wird ein P-Fremdstoff so weit eindiffundiert, das P^-Zonen 47 entstehen, welche
bis zum P-Halbleiterkörper 26 reichen und N-Zonen im Halbleitermaterial der Epitaxialschicht 34 begrenzen,
die zur Bildung von Schaiiungseiemenicn
innerhalb des LSI-Plättchens verwendet werden. Die großen schwarzen Flächen neben den Isolationszonen
46 der Fig. 2C entsprechen Flächen, in welche der P-Fremdstoff eindiffundiert ist, um hochleitfähige
Zonen zu bilden und Spannungsabfälle im Falle eines Stromdurcltigangs durch die Isolationszone möglichst
klein zu halten. Wenn ein solcher Spannungsabfall sehr niedrig gehalten wird, wird dadurch verhindert,
daß sich unerwünschte aktive Schaltungselemente in der Isolationszone ausbilden.
Die Herstellung der Isolationszonen mit der in Fig.'2C dargestellten Maske kann ggf. mit der in
F i g. 2 B dargestellten Maske auch vor Ausbildung des Tiefenkollektors erfolgen. In beiden Fällen handelt
es sich um Tiefdiffusionen, so daß deshalb die für den
Diffusionsvorgang erforderliche Erhitzung die anderen, bereits ausgebildeten tiefdiffundierten Zonen
nicht nachteilig beeinflußt.
Die Siliziumdioxidschicht 42 wird dann abgelöst
und an ihrer Stelle eine weitere Siliziumdioxidschicht 51 auf der Oberfläche 36 ausgebildet. Vermittels der
in Fig. 2D dargestellten Maske, deren schwarze Flächen
53 Fenster darstellen, werden dann Fenster 52 in der Siliziumdioxidschicht 51 ausgebildet. Durch die
Fenster 52 wird ein P-Fremdstoff eindiffundiert und eine P-Zone 54 ausgebildet, die entsprechend
F i g. 1 D nach unten bis zur begrabenen Kollektorzone 32 reicht und durch einen PN-Übergang 56 begrenzt
ist. der unterhalb der Siliziumdioxidschicht 51 bis zu
deren Oberfläche reicht. Die Basiszone 54 hat einen spezifischen Widerstand von angenähert 500 Ohm
pro Quadrat (gemessen mit einer Vierpunktsonde). Anschließend wird die Siliziumdioxidschicht 51 entfernt
und an deren Stelle eine andere Siliziumdioxidschicht 57 auf die Oberfläche 36 aufgebracht. In der
s Siliziumdioxidschicht 57 werden mittels phololithographischer
Verfahren unter Verwendung der in Fig. 2E dargestellten Maske entsprechend den dunklen
oder schwarzen Flächen 59 mehrere Fenster 58 ausgebildet. Ein P-Fremdstoff wird anschließend
&iacgr;&ogr; durch die Fenster 58 eindiffundiert und bildet Kontaktfelder
61 für die Basiszonen 54 und die Widerstände 62. Die Widerstände 62 sind durch PN-Übergänge
63 begrenzt. Die Widerstandszonen 64 und 62 haben einen spezifischen Widerstand von angenähert
60 Ohm pro Quadrat. Wie aus Fig. 2E ersichtlich, sind die ausgebildeten Widerstände 64 innerhalb der
Makrogruppe in der Weise angeordnet, daß sich das eine Ende jedes Widerstands an einer der Mitte der
Makroeruppe benachbarten Stelle befindet, in wel
eher sämtliche Verbindungen in der nachstehend be
schriebenen Weise ausgebildet werden. Das andere Ende jedes Widerstands ist dem umfang der Makrogruppe
benachbart, an dem in der nachstehend beschriebenen Weise ein Spannungsspeiscleiter verläuft,
so daß diese Widerstandsenden ohne zusätzliche Leiter oder Verdrahtungen angeschlossen werden können.
Wie weiterhin aus Fig. 2E ersichtlich, sind die
Widerstände symmetrisch zu einer durch die Makrogruppe verlaufenden Mittellinie ausgebildet, so daß
in das Muster auch seitenverkehrt benutzt werden kann,
um beispielsweise Verbindungen von Makrogruppen untereinander zu vereinfachen. Bei der Elementverdrahtung
innerhalb einer Makrogruppe ist in vielen Fällen die Basis eines Transistors mit einem Wider
stand verbunden, was ermöglicht, daß Basis und Wi
derstand während ein und desselben Diffusionsvorgangs miteinander verbunden werden.
Die Siliziumdioxidschicht 57 wird dann abgelöst und durch eine andere Siliziumdioxidschicht 66 auf
•»o der Oberfläche 36 ersetzt. Mittels photolithographischer
Verfahren werden dann Fenster 67 in der Siliziumdioxidschicht 66 ausgebildet, wozu die in Fig. 2F
dargestellte Maske verwendet wird, in welcher die schwarzen Flächen 68 die durch die Fenster 67 freilic
genden Bereiche der Oberfläche 36 darstellen. Ein
N-Fremdstoff wird dann durch die Fenster 67 eindiffundiert und bildet N-Zonen 69, welche von PN-Übergängen
71 begrenzt sind, die bis zur Oberfläche 36 reichen. Außerdem werden N+-Kontaktzonen 70
so ausgebildet, welche in Kontakt mit den N+-Zf»ien 41
stehen. Die für die Emitter bestimmten Öffnungen 67 haben sehr kleine mechanische Abmessungen von
beispielsweise 3,8 X 12,7 &mgr;&pgr;&igr;2. Der Kontakt zu den
Emitterzonen 69 kann nach dem »Emitterreinigungs
verfahren« hergestellt werden. Danach wird eine in
den Öffnungen 67 ausgebildete dünne Oxidschicht durch Ätzung entfernt, so daß sich diese Öffnungen
zur Herstellung der Emitterkontakte verwenden lassen. Dadurch werden mehrere Verfahrensschrittc
M) eingespart und es wird gleichzeitig sehr wenig Platz benötigt.
Zur Steigerung der Ausbeute einwandfreier LSI-Plättchen
aus der Platte kann eine Emitterschutzbchandlung vorgenommen werden, mit der das Auftre-
«>s ten von Nadeüöchern in dem Photoresist, die zur
unbeabsichtigten Ausbildung weiterer Emitter führenk könnten, praktisch ausgeschaltet wird. Dazu wird
eine Maske der in Fig. 2G dargestellten Ausführung
verwendet, in welcher die schwarzen Flächen 72 im gleichen Muster wie die schwarzen Flächen 68 der in
Fig. 2F dargestellten Maske angeordnet sind, wobei die schwarzen Mächen 72 jedoch etwas größer sind.
Zunächst wird eine Photoresistschicht auf die Oberfläche der Siliziumdioxidschicht 66 aufgebracht. Diese
wird belichtet und entwickelt, so daß die Öffnungen der {«"äotoresistschicht den schwarzen Flächen 72 entsprechen.
Dann wird eine weitere Photoresistschicht auf die bereits auf der Siliziumdioxidschicht 66 befindliche
Photoresistschicht aufgebracht. Diese zweite Photoresistschicht wird dann durch die in Fig. 2F
dargestellte Maske belichtet. Bei Entwicklung werden die unerwünschten Bereiche entfernt, so daß Fenster
67 entstehen, die den schwarzen Flächen 68 und damit genau der Größe der gewünschten Emitter entsprechen.
Der Photoresist weist dann nur an den Stellen Öffnungen für Emitter auf, an denen beide schwarze
Flächen 68 und 72 zusammenfallen, Zur Ausbildung
der Öffnungen 67 dient ein Ätzmittel. Durch die Verwendung von zwei Photoresistschichten wird die
Möglichkeit des Auftretens von zueinander ausgerichteten Nadellöchern in beiden Schichten und damit
ein Freilegen der Siliziumdioxidschicht an unerwünschten Stellen praktisch ausgeschaltet, denn es ist
unwahrscheinlich, daß beide Photoresistschichten ein Nadelloch an genau dergleichen Stelle aufweisen. Zusätzliche
Öffnungen oder Fenster 74 werden danach in der Siliziumdioxidschicht 66 mittels der in Fig. 2 H
dargestellten Maske ausgebildet. Die schwarzen Flächi-n
76 entsprechen den Zonen, welche durch die Siliziumdioxidschicht 66 hindurch freigelegt sind.
Gegebenenfalls kann eine solche vorohmische Schutzbehandlung in ähnlicher Weise wie die oben
beschriebene Emitterschutzbehandlung ausgeführt werden. Hierzu dient eine Maske der in Fi g. 21 dargestellten
Ausführung, in welcher die schwarzen Flachen 77 sich an denselben Stellen wie die schwarzen
Flächen 76 befinden, aber wesentlich größer sind. Auch in diesem Falle werden zwei Photoresistschichten
verwendet.
Die in Fig. 2J dargestellte Maske zeigt die Mindcstmetallmenge
in der ersten, nachstehend beschriebenen Metallisierungsschicht, welche zur Herstellung
des Kontakts zu den Schaltungselementen innerhalb jeder Makrogruppe erforderlich ist.
Über die ganze Oberfläche der Siliziumdioxidschicht 66 und in den Öffnungen oder Fenstern 67
und 74 wird dann entsprechend Fi g. 1H eine Metallisierungsschicht
81 beispielsweise aus Aluminium aufgebracht. Durch photolithographische Verfahren und
mittels der in Fig. S dargestellten Maske wird dann das Metall an den unerwünschten Stellen entfernt, so
daß nur Metall an den in Fig. 5 schwarz dargestellten
Stellen zurückbleibt. Die dabei ausgebildeten Verbindungen oder »Verdrahtungen« werden weiter unten
beschrieben.
Sobald das in Fig. S dargestellte Metallisierungsmuster hergestellt ist, wird die gesamte Oberfläche
des Halbleiterkörpers mit einer Isolierschicht 82 beispielsweise aus Glas entsprechender Beschaffenheit
beschichtet.
Nach Ausbildung der Glasschicht 82 werden
Durchführungslöcher 86 in der Glasschicht 82 vermittels der in Fig. 6 dargestellten Maske ausgebildet, in
welcher die schwarzen Flächen 87 den Durchführungslöchern entsprechen. Die Größe einiger Durchführungslöcher
beträgt beispielsweise 7,5 X 7,5 &mgr;&eegr;&ngr;.
Als nächstes wird eine zweite Metallschicht beispielsweise
aus Aluminium auf die Oberfläche der Glasschicht 82 aufgedampft, so daß diese an den
Durchführungslöchern 86 in Kontakt mit der unterhalb der Glasschicht befindlichen ersten Metallisierungsschicht
81 steht. Das Metall wird an den unerwünschten Stellen vermittels bekannter photolithographischer
Verfahren und unter Verwendung der in Fig. 7 dargestellten Maske entfernt, so daß das den
hi schwarzen Flächen in Fig. 7 entsprechende Leitermuster
entsteht. Nach Ausbildung dieses zweiten Leitermusters wird die Oberfläche der zweiten Mctallisierungsschicht
91 entsprechend Fig. IK mit einer Glasschicht 96 beschichtet, womit die Herstellung des
LSI-Pliittchens abgeschlossen ist.
In der bei der Herstellung integrierter Schaltungen üblichen Weise werden die Plättchen anschließend einer
Prüfung unterworfen, durch welche festgestellt wird, welche Plättchen den gestellten Anforderungen
genügen. Die Halbleiterplatte wird dann angerissen und geteilt, wobei die einwandfreien Plättchen
aussortiert werden. Diese Plättchen sind dann fertig zum Einbau in die obenerwähnte Baugruppe
22.
Das hier beschriebene LSI-Plättchen ist zur Aufnahme
von insgesamt 627 Transistoren und 575 Widerständen ausgelegt, die durch entsprechende Leiterverbindungen
bis zu 100 unterschiedliche Stromschalter-Emitter-Verstärkerschaltungen bilden können.
Zur Herstellung des Plättchens werden 13 Masken benötigt. Für jede Plättchenausführung sind
zwei Metallisierungsmasken und eine Durchführungsmaske erforderlich, wobei jedoch für sämtliche
Plättchentypen die gleichen Diffusionsmasken benutzt werden.
Die auf jedem LSI-Plättchen ausgebildeten 627 Transistoren umfassen 550 kleine Schaltungselemente
für Stromschaiter und innere Emitterverstärker, wie weiter unten näher erläutert ist. Um den Umfang des
Plättchens herum sind auf allen vier Seiten des rechteckigen Plättchens mehrere größere Transistoren 1Oiausgebildet.
Jedes dieser größeren Transistor-Schaltungselemente 101 befindet sich jeweils in unmittelbarer
Nähe eines Eingangs- und Ausgangs-Kontaktfeldes 102 in der ersten und der zweiten Metallisierungsschicht
81 bzw. 91. Wie aus den Fig. 4, 5 und 6 ersichtlich, sind die Eingangs- und Ausgangs-Kontaktfelder
102 auf allen vier Seiten des Plättchens unmittelbar an dem äußeren Umfang desselben
angeordnet und dienen zur Herstellung von Verbindungen zu Schaltungen außerhalb des Plättchens.
Das LSI-Plättchen wird in der Mitte einer Baugruppe eingebaut, wie sie in der DE-OS 2334427 beschrieben
und dort in den Fig. 20, 21 dargestellt ist.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, weist das Plättchen zwei
großflächige Spannungs-Kontaktfelder 106, die mit Vn bezeichnet sind, und sowie zwei großflächige
Masse-Kontaktfelder 107 und vier kleine Masseso Kontaktfelder 108 auf, welche jeweils mit Kn. bezeichnet
sind.
Die Spannungs-Kontaktfelder 106 sind mit einer Spannunsgquelle von beispielsweise —5 Volt verbunden
und bilden einen Teil der senkrechten Span-
6S nungs-Sammelleiter 109 in der zweiten Metallisierungsschicht
91 (Fig. 1 K) auf gegenüberliegenden Plättchenseiten. Die Spannüngs-Sammelleiter 109
sind durch große Durchführungen 111 und kleine
Durchführungen 112 der in Fig. 6 dargestellten
Maske mit vier breiten, waagerechten Sammelleitern
113 und zwei schmalen, waagerechten Sammelleitern
114 in der ersten Metallisierungsschicht 81 verbunden (Fig. 5). Wie Fig. 5 zeigt, sind diese Sammellciter in
gleichen gegenseitigen Abständen über die Plättchenfläche verteilt angeordnet. Die beiden schmäleren
Sammelleiter 114 befinden sich an einander gegenüberliegenden Plättchenseiten, während die anderen
vier breiteren Sammelleiter 113 in gleichen gegenseitigen Abständen zwischen den beiden schmäleren
Sammeileitern angeordnet sind. Große Durchfuhrungslöcher 115 entsprechend der in Fig. 6 dargestellten
Maske stellen eine Verbindung zu den Kontaktfeldem 116 in der ersten Metallisierungsschicht
her.
Der Masscanschluß für das Plättchen erfolgt über die Masse-Kontaktfelder 107 und ein Masse-Sammeiieiiersysiem
117, weiches aus mehreren, senkrecht
verlaufenden Masse-Sammclleitern 119 besteht, die in gleichen gegenseitigen Abständen über die Plättchcnfläche
verteilt angeordnet sind und senkrecht durch die Mitte jeder Makrogruppe verlaufen. Die
senkrecht verlaufenden Masse-Sammelleiter 119 sind durch waagerecht verlaufende Masse-Sammelleiter
121 miteinander verbunden. Die senkrechten Masse-Samelleiter 119 in der zweiten Metallisierungsschicht
91 weisen Ausnehmungen 122 auf, welche zur Herstellung von Verbindungen innerhalb der
Makrogruppen dienen. Das Masse-Sammelleitersystem
117 ist durch große Durchführungslöcher 123 und kleine Durchführungslöcher 124 (Fig. 6) mit jeweils
großen Kontaktfeldern 126 und kleinen Kontaktfeldern 127 in der ersten Metallisierungsschicht
verbunden.
Die Spannungs-Sammelleiter befinden sich in der ersten Metallisierungsschicht, während sich die
Masse-Sammelleiter in der zweiten Metallisiemngsschicht befinden, um im Massc-Sammelleitersystem
einen niedrigeren Spannungsabfall zu erhalten. Dieser niedrigere Spannungsabfall im Masse-Sammelleitersystem
beruht in dei Hauptsache darauf, daß die zweite Metallisierungsschicht wesentlich dicker als die
erste Metallisierungsschicht ausgebildet ist. So kann beispielsweise die erste Metallisierungsschicht eine
Dicke von angenähert 650 bis 800 nm aufweisen, während die zweite Metallisierungsschicht eine Dicke
von angenähert 1000 bis 1500 nm aufweist, so daß sich die Dicken angenähert wie 1:2 verhalten. Mit
diesen Parametern liegt der spezifische Flächenwiderstand der ersten Metallisierungsschicht bei angenähert
45 mOhm pro Quadrat, und der der zweiten Metallisierungsschicht bei angenähert 22 mOhm pro Quadrat.
Die Strombelastbarkeit der ersten Metallisierungsschicht
liegt bei angenähert 0,63 &igr;&tgr;&igr;&Agr;/&mgr;&pgr;&igr;,
während die Strombelastbarkeit der zweiten Metallisierungsschicht bei angenähert 0,94 &pgr;&igr;&Agr;/&mgr;&pgr;&igr;
liegt. ,.'..V
Die Mittenabstände der Leiter auf dem Plättchen
betragen in der ersten Metallisierungsschicht 2 &mgr;&igr;&eegr;
und in der zweiten Metallisierungsschicht 24,1 um. Durchführungslöcher durch die Glasschicht 82 können
sich an jedem Schnittpunkt von Leitern in der ersten und der zweiten Metallisierungsschicht befinden,
was somit einem Netz mit der Maschengroße von 17.8 X 24,1 &mgr;&igr;&eegr;- entspricht. Es ist nicht zulässig, zwei
einander benachbarte Stellen für Durchführungslöcher
zu verwenden, da der Abstand mindestens 10,1 &mgr;&pgr;&igr; betrafen muß. Diagonal gegenüberliegende
Durchführungslöcher können jedoch verwendet werden, wenn die Ecken der zweiten Metall-Kontaktfelder
abgeschnitten sind, so daß der erforderliche Mindestabstand eingehalten wird. Mit den vorstehend
angegebenen geometrischen .Abmessungen beträgt die Mindestgröße eines Durchführungsloches
7,6 X 7,6 &mgr;&idiagr;&eegr;2. Die Unterlagerung der ersten Metallschicht
beträgt 3,8 &mgr;&pgr;&igr;, und die Überlagerung der
1U zweiten Metallschicht beträgt 5,1 &mgr;&igr;&eegr;.
Bei der Auslegung des hier dargestellten Ausführungsbeispiels weist jedes LSI-Plättchen 25 Makrogruppen
auf, die jeweils eine Räche von 609 X 609 &mgr;&igr;&eegr;2 einnehmen. Jede Makrogruppe cnt-
hält einen Vorspannungstreiber und ausreichend viele Schaltungselemente, um zwei, drei oder vier Stror.ischalter-Emitterverstärker
zu bilden. Die Schaltungselemente sind in vier spiegelbildlich zueinander um
den Vcrspanriurigsircibcr herum !legenden Quadranten
angeordnet. Jede Makrogruppe weist 24 festgelegte Stellungen auf, in denen ihre Eingangs- und
Ausgangs-Kontaktfelder durch die Verdrahtung von Makrogruppen untereinander angeschlossen werden
können. Für jede Makrogruppe werden maximal 13
Stellungen verwendet, um die Kanalverdrahtungsanforderungen
zu begrenzen. Dabei handelt es sich um eine zweckmäßige Anzahl, da die meisten im
Handel befindlichen Doppel-Baugruppen in einem Schaltungsnetzwerk (dual in-line packages) mit klein-
formatigen Plättchen vierzehn Leiter aufweisen.
Fig. 8 zeigt die Anordnung der 24 Eingangs- und Ausgangs-Kontaktfelder 131, welche durch entsprechende
Symbole hervorgehoben sind. Wie aus Fig. 8
weiterhin ersichtlich, kann das Makrogruppen-Anschlußnetz
an jedem Gitterpunkt angeschlossen werden und jede Makrogruppe kann in jede von 25 möglichen
Stellungen auf dem Plättchen gebracht werden. Zur Vereinfachung der Plättchenverdrahtung sind
4U deshalb sämtliche Makrogruppen so ausgelegt, daß sie
auch seitenverkehrt zur Y-Achse verwendet werden
können.
Fig. 4 zeigt das Diffusionsmuster für eine Makrogruppe.
Die zur Ausbildung des in Fig. 4 dargestellten
Musters führenden Diffusionsvorgänge sind bereits weiter oben beschrieben. Sämtliche Widerstände werden
durch Basisdiffusion mit 60 Ohm pro Quadrat hergestellt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, haben die Widerstände
eine »hundeknochenartige« Formgebung,
5» d. h. sind langgestreckt mit verbreiterten Endabschnitten.
Einige Widerstände sind im mittigen Bereich S-förmig abgebogen, um die Gesamtlänge der
Widerstände zu begrenzen. Einige Widerstände, die unmittelbar mit Schaltungselementen verbunden sind,
weisen geradlinige Endabschnitte auf. Bei dieser Auslegung beträgt die Mindestbreite für Widerstand ; mit
größeren Toleranzen. 7,6 um. Widerstände mit engeren Toleranzen oder solche, deren Widerstandswert
an die anderer Widerstände angepaßt sein muß, haben
eine Mindestbreite von 10,1 um. Die Mindestgröße
der kontakrfeldöffnung beträgt 7,6 X 7,6 &mgr;&igr;&eegr;2.
Gemäß Fig. 4 sind insgesamt vier Logik-Schaltungen vorgesehen, die jeweils aus Widerständen R ,-K5
und Transistoren T1-T5 bestehen. Die vier Schaltun-
^5 gen sind um den in jeder Makrogruppe vorhandenen
Vorspannungstreiber herum angeordnet. Der Vorspannungstrciber besteht aus den Widerständen Ä„,
R1 und Rg und den Transistoren T6 und T7, die in
Die Logikschaltung kann einen Stromschalter-Emitterverstärker
von bekannter Arbeitsweise sein, der mit einer Speisespannung (V„) von —5,2 Volt
betrieben wird. Der Vorspannungstreiber in jeder Makrogruppe erzeugt eine Vorspannung (V111,) von
-1,3 Volt.
Wenn ein Stromschalter-Emitterverstärker eine nicht auf dem Plättchen befindliche Last speist, wird
als EmUterverstärker (äußerer Emitterverstärker) ein
größerer Transistor in der Nähe des Eingangs-Ausgangs-Kontaktfeldes
verwendet, der in gleicher Weise als innerer Stromschalter arbeiten kann. Jeder äußere
Emitterverstärker speist eine Übertragungsleitung mit einem Anschlußwert von -2,OVoIt an 100 Ohm.
Wenn ein innerer Emitterverstärker eine große Last speist, können zur Beschleunigung der Abschattzeit
zv/ei Vorwiderstände vorgesehen sein.
Wenn die Schaltungen in der vorstehend beschriebenen
Weije ausgelegt sind, liegt die Nennverlustleistung für .jinen Stromschalter bei 20 mW, für einen
inneren Emitterverstärker bei 10 mW, für einen äußeren Emitterverstjirker bei 10 mW und für den Vorspannungstreiber
bei 21,5 mW.
Alle nicht benutzten Schaltungselemente in jeder Makrogruppe werden mit Vn oder Masse verbunden,
so daß keine Leistung aufgenommen wird oder Leckstromwege entstehen. Die Stromschalter-Emitterwiderstände
und die Emittervc^stärker-Vorwiderstände sind stets mit der Masse-Sammelleitung (Vn) verbunden.
Sämtliche Kollektorwiderstände und Transistorkollektoren sind mit Masse verbunden. Wenn ein Eingangs-Ausgangs-Kontaktfeld
einer Makrogruppe nicht verwendet wird, werden die Basiseingänge zum Emitter kurzgeschlossen, und die Emitter der Emitterverstärker
werden nicht angeschlossen.
Bei den in jeder Makrogruppe gemäß Fig. 4 vorhandenen
Widerständen und Transistoren befinden sich jeweils der Transistor T1 des phasenungleichen
inneren Emitterverstärkers und der Basisvorspannwiderstand R5 in der gleichen Übergangs-lsolierzone.
Das N-Silizium ist für den Kollektor des Emitterverstärkers mit Masse verbunden, um den Widerstandsübergang
in Sperrichtung vorzuspannen. Der Basisanschluß des Transistors und der Anschluß für den
Widerstand werden in ein und derselben Diffusion hergestellt. Da diese Anschlüsse stets elektrisch miteinander
verbunden sind, werden der Widerstand und die Basis bei der Diffusion miteinander verbunden,
um Platz und eine vorohmische Öffnung einzusparen. ,
Das LSI-Plättchen weist Transistoren in vier unterschiedlichen
Größen auf. Die kleinste Transistorgröße wird für den Strcmschalter innerhalb der Makrogruppe
verwendet. Ein Doppel-Stromschalter-Transistor mit gemeinsamem Kollektor dient für die
Stromschalter-Eingänge und ist durch die Transistoren T2 und T3 dargestellt. Ein drittes, kleines Schaltungselement,
welches für innere Emitterverstärker wie z. B.Transistor T5 verwendet wird, entspricht dem
Schaltungselement für den Stromschalter, wobei jedoch der Abstand von der Kollektoröffrung zum
Emitter um 1,27 &mgr;&tgr;&eegr; größer bemessen ist. Ein großer
Transistor mit zwei Basiskontakten wie z. B. Transistor Tq wird als äußerer Emitterverstärker verwendet.
Die äußeren Emitterverstärker befinden sich in der Nähe der Eingangs-Ausgangs-Kontaktfelder, um den
Widerstand der Ausgangsleiter zu verringern. Jeder
Emitter jedes Transistors kann bei Verwendung ggf.
mit einem der beiden benachbarten Kontaktfelder verbunden werden. Ein Kontaktfeld kann daher
höchstens mit zwei Emitterverstärkern verbunden
&iacgr; werden. Die Transistoren der äußeren Emitterverstärker
haben eine angenähert fünffach höhere Strombelastbarkeit wie die kleineren Transistoren.
Die größeren Transistoren sind am äußeren Umfang des Plättchens angeordnet, um den Reihenwiderstat,^
ic zwischen den Transistoren der äußeren Emitterverstärker
und den außerhalb des Plättchens angeschatteten Schaltungen zu verringern. Diese Transistoren
befinden sich daher in unmittelbarer Nähe der Eingangs- und Ausgangs-Kontaktfelder, so daß der Ge
samtabstand von den Emittern der äußeren Emitter
verstärker zu den Kontaktfeldern nicht mehr a's 50 bis 75 &mgr;&pgr;&igr; beträgt.
Da die Leiter in der ersten Metallisierungsschicht im wesentlichen waagerecht verlaufen und die Leiter
in der zweiten Metallisierungsschicht, d. h. in der zweiten Ebene im wesentlichen senkrecht verlaufen,
kann die Auslegung der Elementverdrahtung innerhalb der Baugruppen und der Verdrahtung von Baugruppen
untereinander vermittels eines Rechners er-
mitielt werden. Die Metallisierungsbeschichtung ist
dabei so ausgelegt, daß für jede Makrogruppe zwölf erste und sechzehn zweite Metallverdrahtungskanäle
zur Verfügung stehen. Die Elementverdrahtung innerhalb einer Makrogruppe kann in der Mitte dersel-
ben konzentriert sein, so daß möglichst viel Platz zur
Verdrahtung von Makrogruppen untereinander zur Verfügung steht. Bei genauer Betrachtung des Plättchens
zeigt sich, daß sich angenähert 50% des gesamten, auf dem Plättchen zur Verfügung stehenden Plat-
zes zur Verdrahtung von Makrogruppen untereinander ausnutzen läßt.
Das hier beschriebene LSI-Plättchen weist aufgrund seines Aufbaus und des angewandten Herstellungsverfahrens
viele Vorteile auf. Die großen Emit-
4(1 terverstärker-Transistoren sind am Umfang des
Plättchens angeordnet. Es werden offene Leiterdrahtkanäle verwendet, welche eine Auslegung der Elementverdrahtung
innerhalb der Makrogruppen unter Zuhilfenahme von Rechnern gestatten, so daß eine
dicht gepackte Anordnung der Elementverdrahtung innerhalb der Makrogruppen erhalten wird. Die Auslegung
wird durch den Umstand begünstigt, daß die Eingangs-Ausgangs-Kontaktfelder nur an begrenzten
Stellen und in begrenzter Anzahl vorhanden sind. Jede
5(1 Makrogruppe entspricht einem Plättchen mit kleinformatiger
Integration (small scale integration), und aus diesem Grunde entspricht die begrenzte Anzahl
von dreizehn Kontaktfeldern der Leiterzahl in herkömmlichen Doppel-Baugruppen in einem Schal-
SS tungsnetzwerk, welche in der kleinformatigen integration
üblich sind. Die Transistoren haben in Abhängigkeit von ihrer Funktion unterschiedliche
Größen. Die großen Transistoren dienen als Emitterverstärker zur Leistungseinspeisung in Übertragungs-
fi" leitungen, während die kleinen Transistoren im Hinblick
auf eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und Stabilität, hohen Reihenwiderstand (Rbi) und niedrige
Kollektorkapazität (C„) ausgelegt sind. Aus diesem Grunde läßt sich eine Logikschaltung hoher Sta-
fi5 bilität herstellen, bei der lediglich kleine Zugeständnisse
im Hinblick auf die Ansprechgeschwindigkeit sämtlicher Transistoren gemacht sind.
13
Emitterschaltung, weil diese schnell, einfach und stabil ^-Anschlüsse dieser Emitterverstärker mit Masse
sind. Außerdem können die Schalter aus einer Min- verbunden, um so den Wert der Entkopplungskapazidestanzahl
von Schaltungselementen hergestellt wer- tät 2^ steigern. Dieser Übergang, welcher die Entden.
Zugleich wird die höchste Ansprechgeschwiradig- kopplungskapazität vorgibt, ist durch die schwarze,
keil bei der gegebenen Verlustleistung erhalten. Die s gestrichelte Linie 98 in Fig. IJ dargestellt. Die zweite
Logikkreise in Emitterschaltung sind sehr vielseitig Ursache für die Entkopplungskapzitat hegt in den
einsetzbar und besonders gut für das LSI-PlätEtchen PN-Übergängen* welche die Isolationszonen fur die
mit dem hier beschriebenen Aufbau geeignet. Zar Er- Widerstände bilden. Diese Isolationszonen erstrecken
zeugung einer Bezugsspannung ist eine einfache ^ uber verhältnismäßig große Flächen. Eine typi-Schaltung
vorgesehen. Zur Verringerung der Speise- io 9^ Isolationszone umfaßt beispielsweise den durch
Spannungsanschlüsse für das Plättchen wird nur eine die gestrichelte Linie 99 in Fig. 4 eingeschlossenen
Speisespannungvon -5,2 Volt verwendet. Die für die Bereich. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist diese große ^
Schaltung benötigte Bezugsspannung wird intern Rache den Widerständen vorbehalten. g|
durch eine zur Erzeugung dieser Spannung dienende Diese »eingebaute« Speisespannungs-Entkopp- p
Schaltung in jeder Makrogruppe erzeugt. Diese Be- is lungskapazitat ist von großem Interesse, da sie Hoch- |
zugsspannungsschaltung besteht aus zwei Transisto- frequenzabweichungen in der Speisespannung des g
ren und drei Widerständen, mit denen die Spannung Plattchens verhindert. &psgr;
erniedrigt wird, so daß für die Bezugsspannung eine Die Zeitverzögerung in den Schaltungen und die s
halb geregelte Speisespannung von -1,3 Volt zur des Plättchens betragt weniger als 2 Nanosekunden. $
Verfügung steht. 20 Mittels unterschiedlicher Anschlußmuster lassen sich ||
Im Hinblick auf die Leistungsverteiiung auf dem weIe unterschiedliche Logitechaltungen ausbilden. g
Plättchen liegt das Verhältnis von Einga&gs-Aus- wobei nur ein einziger Satz gemeinsamer Diffusions- M
gangs-Kontaktfeldern von Masse zu VK zwischen 3:1 masken benötigt wird. Die Vorrichtungen sind in der
und 4:1, so daß für die Spannungs- und Masse-Sam- Weise auf dem LSI-Plättchen angeordnet, daß der zur
metleitersysteme ein Widerstands- und Induktwitäts- M Verfügung stehende Platz optimal ausgenutzt wird
Verhältnis von 3:1 zu 4:1 eingehalten wird. Das und zugleich angemessener Raum für dieiSchaltuiigs-Spannungs-Sammelleitersystem
erstreckt sich über elementverdrahtung innerhalb des Plattchens und die
zwei Ebenen. Die gesamte Leistungsverteiiung. ist Verdrahtung vcn Plättchen untereinander zur Vcrfütrotz
der beiden Ebenen aufgrund der zueioander gung steht. Die spannungsabhängige Massepegelversenkrechten
Leiterführung verhältnismäßig einfach. 30 lagerung ist eine Funktion der Plättchentemperatur.
Der Halbleiterkörper des LSI-Plättchens wird nicht Daher lassen sich solche temperaturbedingten Veränzur
Leistungszufuhr verwendet. derungen und Widerstandsänderungen in der Masse
elemente Leistung auf, so daß die Temperatur des
chentemperatur nimmt die nminerversiark.cr-.Ln-
odenkennlinie ab, d. h. die Pegelwerte des Ausgangssignals
verlagern sich im positiven Sinne. Wenn das Plättchen hohe Leistung aufnimmt, bedeutet das, daß
die Speisequelle hohe Ströme zuführt. Die Stromzu- -»&ogr;
fuhr erfolgt über Masse. Wenn die Masseanschlüsse zu dem Plättchen einen Widerstand aufweisen, führt
der durch diesen Widerstand fließende Strom meiner negativen Spannungspegelverlagerung. Bei sorgfältiger
Auslegung des Plättchens läßt sich erreichen, daß der (auf ohmschen Widerstand und Induktivität in den
Leitern zurückzuführende) Spannungsabfall im Masse-Sammelleitersystem dem Spannungsabfall, im
Spannungs-Sammelleitersystem Vn »folgt«. Außerdem
kann die Spannungspegelverlagerung an Masse so konstruktiv so bemessen werden, daß sie der PlSttchentemperatur
»folgt«.
Durch sorgfältige Auslegung des Plättchens und Abstimmung desselben auf die Baugruppe lassen sich
somit temperaturbedingte Verschiebungen gegen Widerstandsveränderungen
in der Masse abglichen. Dazu wird wie vorstehend beschrieben ein mit Masse
verbundenes Leitermuster von verhältnismäßig hohem Widerstand verwendet.
Es wurde gefunden, daß ein LSI-Plättchen mit dem 6u
hier beschriebenen Aufbau eine zusätzliche Spcisespannungs-Entkopplung
aufgrund von Eigenlcapazitäten aufweist, die in der Hauptsache auf zwei Ursachen
zurückzuführen sind. Die eine ist bedingt durch die PN-Übergänge von Kollektor zu Unterlage in den «
Emitterverstärker auf dem Plättchen. Wenn das LSI-Plättchen Emitterverstärker aufweist, die nicht für bestimmte
Logikkreise verwendet werden, werden die
Claims (9)
1. Hochintegrierte Halbleiterschaltung mit einem Halbleiterkörper mit planarer Oberfläche, der eine
Vielzahl von Transistoren mit sich bis zur Oberfläche erstreckenden Zonen bzw. Kontaktierungsbereichen
und eine Vielzahl von Widerständen mit sich bis zur Oberfläche erstreckenden Kontaktierungsflächen
aufweist, die nach einem vorbestimmten Muster in dem Halbleiterkörper in einer Vielzahl
von Gruppen vorhanden sind, welche in gewissen Abständen voneinander in parallelen Reihen
und dazu senkrechten, parallelen Spalten angeordnet sind, mit einer aus einer ersten und einer zweiten is
Metallisierungsschicht bestehenden Verbindungsschaltung, die Bereichen auf der planaren Oberfläche
zur Herstellung von Leitungsverbindungen überlagert ist, die sich zwischen den genannten
Gruppe« and an den genannten Reihen und Spalten entlang erstrecken, und mit Eingangs- und Ausgangs-Kontaktfeldern,
die am Umfangsrand des Halbleiterkörpers entlang angeordnet und mit
bestimmten aus der genannten Vielzahl von Transistoren und Widerständen verbunden sind, wobei die
einzelnen Gruppen so metcülisierbar sind, daß sie
mehrere, verschiedene Logikschaltungen enthalten, und wobei Transistoren mit durch sehr kleine Maskenöffnungen
eindiffundierten Emitterzonen und nach Fortsätzen in diesen Maskenöffnungen hergestellten
Zmitterkontaktierungen vorgesehen sind und mindestens eipe derSveiden Metallisierungsschichten
eine StraTiversorgungs-Sammelleitung
enthält, dadurch gekenn-^ichnet,
daß in den hier als Makrogruppen bezeichneten Gruppen von Transistoren (Ty-T7/ und Widerständen (A1-R8) jeweils mehrere verschiedene, ein gemeinsames Diffusionsmuster aufweisende Logikschaltungen mittels der entsprechend gestalteten Metallisierungsschichten (81, 91) und in der zwisehen ihnen vorgesehenen Schient aus Isoliermaterial (82) vorgesehener Durchbrüche (86) ausbildjar sind,
daß in den hier als Makrogruppen bezeichneten Gruppen von Transistoren (Ty-T7/ und Widerständen (A1-R8) jeweils mehrere verschiedene, ein gemeinsames Diffusionsmuster aufweisende Logikschaltungen mittels der entsprechend gestalteten Metallisierungsschichten (81, 91) und in der zwisehen ihnen vorgesehenen Schient aus Isoliermaterial (82) vorgesehener Durchbrüche (86) ausbildjar sind,
daß die Basiszonen bestimmter Transistoren (/?,, T1)
und die Endbereiche bestimmter Widerstände (R5 bzw. Rx) in den Makrogruppen zur Bildung von
Transistor/Widerstandskombinationen direkt ineinander übergehen, daß bestimmte unter den Widerständen
[R1-R3, A6, R-i) in jeder Makrogruppe mit
ihrem einen Ende am Umfangsrand der Makro- so gruppe und mit ihrem anderen Ende in der Nähe
eines in der Mitte der Makrogruppe vorgesehenen freien Raumes für die Anordnung von Leiterverbindungen
innerhalb der Makrogruppe liegen, daß die Leitungsverbindungen zu dieser Makrogruppe über
die Metallisierungsschichten (81,91) und die Durchbrüche (86) in der Schicht aus Isoliermaterial (82) in
dem Bereich des freien Raumes in der Mitte der Makrogruppe hergestellt sind, während andere, größere,
in Emitterfolgerschaltungen als Ausgangsstufen geschaltete Transistoren (101, Tg) in unmittelbarer
Nähe der Eingangs- und Ausgangs-Kontaktfelder (102) am Umfangsrand des Halbleiterkörpers
angeordnet sind, und
daß die zweite Metallisierungsschicht (91), weiche eine Masse-Sammelleiteranordnung (119, 121) enthält,
wesentlich dicker ist als die erste, eine Spannungszufuhrungs-Sammelleiteranordnung
(113,
114) enthaltende Metallisierungsschicht (81), derart,
daß der durch den Widerstand und die Induktivität in der Masse-Sammelleiteranordnung (119,121) verursachte
Spannungsabfall im wesentlichen dem Spannungsabfall auf der Spannungszufübrungs-Sammelleiteranordnung
(113, 114) entsprechend dem Temperaturgang des Halbleiterkörpers nachfolgt.
2. Hochintegrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse-Sammelleiteranordnung
und die Spannungszuführungs-Sammelleiteranordnung je eine Gruppe
paralleler, mit gegenseitigen Abständen voneinander verlaufender Sammelleiter (119,121; 113, 114)
enthalten, und daß diese beiden Gruppen sich auf beiden Seiten der sie trennenden Schicht aus Isoliermaterial
(82) rechtwinklig zueinander erstrecken, welche Durchlässe (89,111,112,115,123,124) zur
Herstellung von Leitungsverbindungen zur ersten und zur zweiten Metallisierungsschicht (81, 91)
sowie zu den genannten Makrogruppen aufweist
3. Hochintegrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Widerstände (Ai-A8) und die Transistoren (71I-F7)
zu einer sich durch die Makrognippe erstreckenden Mittellinie def^rt symmetrisch angeordnet sind, daß
diese Makrognippe zur Vereinfachung der Herstellung der Schaltungsverbindungen zwischen den
Makrogruppen um eine ihrer Achsen gedreht werden kann.
4. Hochintegrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß eine in die Makrogruppen eingebaute Entkopplungskapazität für die Stromversorgungs-Sammelleiteranordnung
vorgesehen ist, die durch die isolierten Gebiete für die Widerstände (A1-Ss)
begrenzende pn-Übergänge (99) gebildet wird.
5. Hochintegrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, vfddurch gekennzeichnet,
daß zwei der Eingangs- bzw. Ausgangskontaktfelder (102) am Umfangsrand des Halbleiterkörpers
(26) zur Aufnahme der Stromversorgungsanschlüsse (116,127) vorgesehen sind, von wo aus die Stromversorgung
zu den Stromversorgungs-Sammelleiteranordnungen (113,114; 119,121) weiter verteilt wird.
6. Hochintegrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vielzahl von Masse-Kontaktfeldern (126, 127) am Umfangsrand des Halbleiterkörpers
(26) vorgesehen ist.
7. Hochintegrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Masse-Sammelleiteranordnung (119, 121) einen hohen Reihenwiderstand enthält.
8. Hochintegierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Entkopplungskapazität zusätzlich aus den Übergängen zwischen dem Kollektor und dem Halbleiterkörper
(26) bei zumindest bestimmten unter den größeren Transistoren (101, T9) in der Nachbarschaft
der Ausgangs-Kontaktfelder (102) gebildet sind, deren Kollektoranschluß auf Massepotential gelegt ist.
9. Hochintegrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Makrogruppen in einer Gesamtordnung auf dem Halbleiterkörper (26) angelegt sind, die aus
einer 5 x 5-Anordnung von Makrogruppen auf diesem Halbleiterkörper besteht.
Applications Claiming Priority (1)
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