EP0000863B1 - Temperaturkompensierter integrierter Halbleiterwiderstand - Google Patents

Temperaturkompensierter integrierter Halbleiterwiderstand Download PDF

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EP0000863B1
EP0000863B1 EP78100173A EP78100173A EP0000863B1 EP 0000863 B1 EP0000863 B1 EP 0000863B1 EP 78100173 A EP78100173 A EP 78100173A EP 78100173 A EP78100173 A EP 78100173A EP 0000863 B1 EP0000863 B1 EP 0000863B1
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EP
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resistor
voltage
temperature
resistance
epitaxial layer
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EP78100173A
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David Leo Bergeron
Geoffrey Brownell Stephens
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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    • H01L2924/3011—Impedance

Definitions

  • the invention relates to a temperature-compensated integrated semiconductor resistor according to the preamble of claim 1.
  • TCR resistance temperature coefficient
  • US Pat. No. 3,683,306 describes a method by which the resistance temperature coefficient is to be brought to zero by using the ion implantation agent to cause structural damage in the region into which the integrated semiconductor resistor is to be introduced.
  • Temperature sensors that convert a temperature applied to them into another physical quantity, for example a voltage, are also known per se.
  • a temperature sensor is known from the magazine "Electronics", vol. 48, dated January 23, 1975., pages 79 to 83, which has an NPN transistor and a diffused-in resistor. In this transistor resistor arrangement, temperature changes are converted into base-emitter voltage changes. Since it is a thermocouple for the measurement of effective values of voltages over a wide frequency range as well as the power and gain of amplifiers, this element is not optimized as a temperature sensor to compensate for the temperature response of integrated resistors and therefore cannot be used directly.
  • the invention seeks to remedy this situation by providing improved resistance / temperature compensation which overcomes the disadvantages mentioned, i.e. Complexity of the manufacturing process, limitation of the resistance range, as well as limitation of the resistance / temperature compensation range, avoided.
  • the invention therefore has the advantage that normal, uncomplicated processes can be used to produce an integrated, temperature-compensated semiconductor resistor.
  • resistance values can be generated over a wide range, which can also be compensated for in wide temperature ranges.
  • the resistance of a resistor made by ion implantation or diffusion is a function of the temperature at which it is operated.
  • the temperature compensation circuit shown here is based on the knowledge that the resistance of such a resistor is also a function of the potential difference between the connection of the resistor which carries the highest positive potential and the epitaxial layer itself. Temperature compensation is effected in that a temperature sensor is connected to the epitaxial layer, which carries an output voltage which changes in the opposite direction to the resistance temperature coefficient of the resistor. Therefore, the total change in resistance of the considered resistance produced by ion implantation or diffusion approaches zero over a wide range of temperature fluctuations.
  • FIG. 1 shows an N-type epitaxial semiconductor layer 4 which is applied to a P-type substrate 2.
  • the P-doped contact regions are shown at 6 and 10, the resistor 8 made of P-doped material being located between them in the epitaxial layer.
  • Resistor 8 is shown as a resistor manufactured by ion implantation, although the principle of the invention is also applicable to resistors made according to other principles for which resistance temperature compensation is desired; i.e. a resistor diffused into the epitaxial layer Ep can also be used instead of the resistor made by ion implantation.
  • the resistance of the resistance 8 produced by means of ion implantation increases with increasing temperature. In order to compensate for this increase in resistance, it must be ensured that the resistance voltage coefficient of the potential difference between the epitaxial layer 4 and the resistor 8 brings about an equal and opposite change in resistance of the resistor 8.
  • the PN barrier layer, which surrounds the resistor 8 in the epitaxial layer 4, has a depletion zone, the thickness of which decreases as the potential difference between the resistor 8 and the epitaxial layer 4 decreases.
  • a temperature sensor 24 is connected to the epitaxial layer 4 via a contact 12 and an aluminum contact 22, the circuit mentioned lowering its output voltage V EPI as the temperature of its surroundings rises. As is known in itself, contacts are also attached at positions 18 and 20. By lowering the potential V EPI with increasing temperature, the desired resistance compensation for the resistor 8 is therefore brought about.
  • the temperature sensor 24 consists of two voltage dividers connected in parallel, which are connected between a voltage + V cc and ground.
  • the partial resistors 30 and 32 form a voltage divider with a tap, which is connected to the base of an NPN transistor 26.
  • the second voltage divider consists of a partial resistor 28 and the NPN transistor 26, whose common connection point is also the output node of the circuit for generating the voltage V epi .
  • the voltage drop between V CR and the base of NPN transistor 26 is determined using the constant magnitude of V cc and the constant. Ratio of resistors 30 and 32 kept constant. In this way, the base-emitter voltage of the NPN transistor 26 is kept constant. However, the PN junction at the emitter-base junction of the NPN transistor 26 changes its current flow characteristic with the change in the ambient temperature.
  • the potential difference between the resistor 8 and the epitaxial layer 4 is reduced in order to achieve a reduction in resistance in accordance with the resistance voltage coefficient of the transistor. Since both the resistor and the epitaxial layer are positively biased with respect to the resistor, the epitaxial layer 4 must be forced to change the voltage drifting into the negative in order to reduce the resistance value of the resistor 8 (V EPI > V ⁇ in FIG. 1). In order to generate a voltage drifting into the negative, the temperature sensor 24 must generate a negative change in the voltage V EPI with increasing temperature.
  • Fig. 2 shows a graphical representation of the resistance temperature coefficient versus the resistance of the layer for resistors manufactured by ion implantation, for a certain group of process conditions over a wide range of the ion implantation dose, which result in sheet resistances of 100 ohms per area element to 5000 ohms per area element.
  • the resistance temperature coefficient extends over a range of approximately 1100 parts per million and per degree Celsius (ppm / ° C) to over 4000 ppm / ° C for this range of sheet resistance.
  • Other curves with higher or lower resistance temperature coefficients can be achieved by changing the set of process conditions, in particular the implantation energy, the oxide thickness, the background concentration (epitaxy) and the heating duration and temperature of the heating step downstream of the implantation.
  • a resistance with a sheet resistance of 5000 ohms per surface element has a resistance temperature coefficient of about 4000 ppm / ° C. Therefore, a resistor whose resistance value is 10,000 ohms at 25 ° C, have a resistance of 10000 + 10000 x 4000 x 10 6 x (75-25) and 12, 000 Ohm at 75 ° C.
  • FIG. 3 shows a graphical representation of the resistance voltage coefficient (VCR) over the nominal sheet resistance, for a resistor manufactured according to the same process conditions as that explained in connection with FIG. 2.
  • the change in resistance with the voltage depends on the charge carrier depletion along the PN barrier layer, which is formed between the resistance region and the oppositely doped epitaxial layer.
  • the thickness of the region depleted of charge carriers is a function of the doping concentration on both sides of the barrier layer and the potential difference (electric field) between both sides of the barrier layer.
  • V eff The potential (bias) across the junction is both a function of the potential applied to the epitaxial layer relative to the positive end of the resistor and the potential applied to both ends of the resistor.
  • V eff The total effect of these two potentials can be expressed as a combined effective voltage (V eff ), which can be recorded in the following algebraic expression:
  • This voltage can be viewed as the mean potential difference across the resistance epitaxial barrier.
  • a resistance of 5000 ohms per surface element at 25 ° C has a TCR of 4000 ppm / ° C and a VCR of 10,000 ppm / V, then it has approximately a constant value of 25 ° C to 75 ° C if the Biasing the epitaxial layer against the positive end of the resistance is set from 30 volts at 25 ° C to 10 volts at 75 ° C.
  • the bias voltage on the epitaxial layer is set by the temperature sensor 24 shown in FIG. 1, which is attached in the immediate vicinity of the resistor, the temperature of which is then to be compensated, so that the temperature of the resistor is the same or almost the same, like the temperature of temperature 24.
  • Examples of other possible realizations of the compensation of the temperature response can be seen in that a P-zone within an N-epitaxial layer and the epitaxial layer are used to form a resistance whose temperature change is compensated for by changes in the depletion zone, which are reversed by those biased P-zone is formed.
  • a resistor is formed by placing a P-zone in an N-epitaxial layer, such as one used to make a transistor base zone overlapped by a narrower N + -zone, such as one is the case that is used to form a transistor emitter region. It is a so-called pinch resistor.
  • the compensation of the temperature response of the P resistor is achieved in that the opposite bias voltage at the N + zone and the epitaxial layer with respect to the P resistor standing zone is varied.
  • the exemplary embodiment explained in detail can be expanded by compensating for a plurality of resistors in a common epitaxial layer, only this one temperature sensor being used with the compensation circuit according to FIG. 1.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen temperaturkompensierten integrierten Halbleiterwiderstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bekannte integrierte Halbleiterwiderstände weisen ein Widerstands-/Temperaturverhalten auf, das durch ihren Widerstandstemperaturkoeffizienten (TCR) bestimmt ist. Es wurden bisher zahlreiche Versuche unternommen, den Widerstandstemperaturkoeffizienten zu verringern.
  • Es wurden auch schon Schaltungsvorschläge gemacht und verwendet, um die Widerstandsänderungen hinsichtlich der Temperatur dadurch zu kompensieren, daß eine PN-Sperrschicht mit einem entgegengesetzten Widerstandstemperaturkoeffizienten in Reihe mit dem Widerstand geschaltet wurde.
  • Diese bekannten Maßnahmen zur Lösung des Problems des Temperaturgangs von integrierten Halbleiterwiderständen waren begrenzt hinsichtlich des zu kompensierenden Widerstandsbereichs, des linearen Verlaufs des Serienwiderstands, des Temperaturbereichs, über den der Widerstandstemperaturkoeffizient kompensiert werden konnte und in den Anforderungen, die sich aus den Kompensationsschaltungen selbst ergaben.
  • In der US-PS 3 683 306 ist beispielsweise ein Verfahren beschrieben, mit dem der Widerstandstemperaturkoeffizient auf Null gebracht werden soll, indem das Mittel der lonenimplantation eingesetzt wird, um Gefügeschäden in dem Gebiet zu verursachen, in das der integrierte Halbleiterwiderstand eingebracht werden soll.
  • Aus der US-PS 3 700 977 ist ein integrierter Halbleiterwiderstand mit eines Widerstandsgebiet des einem Leitfähigkeitstyps in einer Epitaxieschicht des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, das im Abstand voneinander aufweisende elektrische Kontakte besitzt, bekannt, bei dem einer der elektrischen Kontakte auf einem Referenzpotential liegt und bei dem die Ausgangsspannung eines Impedanzwandlers der Epitaxialschicht in der Weise zugeführt wird, daß längs des Widerstandsgebietes und des angrenzenden Epitaxialgebietes die gleiche Spannung abfällt. Dadurch läßt sich zwar der Einfluß von Störkapazitäten ausschalten, nicht aber eine Temperaturkompensation des eigentlichen Widerstands erreichen.
  • Temperaturfühler, die eine an ihnen anliegende Temperatur in eine andere physikalische Größe, beispielsweise eine Spannung konvertieren, sind ebenfalls an sich bekannt. Aus der Zeitschrift "Electronics", Vol. 48, vom 23. Januar 1975., Seiten 79 bis 83 ist ein Temperaturfühler bekannt, der einen NPN Transistor sowie einen eindiffundierten Widerstand aufweist. Bei dieser Transistor-Widerstandsanordnung werden Temperaturänderungen in Basis-Emitterspannungsänderungen konvertiert. Da es sich um ein Thermoelement für die Messung von Effektivwerten von Spannungen über einem breiten Frequenzbereich sowie von Leistung und Gewinn von Verstärkern handelt, ist dieses Element als Temparaturfühler zur Kompensation des Temperaturganges von integrierten Widerständen nicht optimiert und somit nicht direkt verwendbar.
  • Dann ist in der US-PS 3 947 866 ein integtierter Halbleiterwiderstand beschrieben, der in seinem mittleren Teil dicker ist, als an seinen äußeren Enden, so daß der dickere Mittelteil einen negativen Widerstandstermperaturkoeffizienten und die äußeren Teile einen positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten haben. Es wird in der Beschreibung dieser US-PS angegeben, daß der Widerstand insgesamt einen Widerstandstemperaturkoeffizienten Null erreicht.
  • Alle diese bekannten Lösungen des Problems, die Widerstandsänderung eines Widerstandes in Abhängigkeit von seiner Betriebstemperatur zu kompensieren, haben zwar dieses Ziel erreicht, aber andere Probleme geschaffen, die insgesamt nachteilig sind. So ist beispielsweise eine Zunahme der Komplexität der Herstellungsprozesse ebenso von Nachteil, wie die Tatsache, daß der Bereich der Widerstandswerte, die erzielbar sind, begrenzt ist, sowie daß auch der Temperaturbereich begrenzt ist, über den eine gewünschte Widerstands-/Temperaturkompensation möglich ist.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen, indem sie eine verbesserte Widerstands-/Temperaturkompensation angibt, die die genannten Nachteile, d.h. Komplexität des Herstellungsprozesses, Begrenzung des Widerstandsbereichs, sowie Begrenzung des Widerstands/Temperaturkompensationsbereichs, vermeidet.
  • Gelöst wird diese Aufgabe der Erfindung durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Durch die Erfindung wird also der Vorteil erzielt, daß zur Herstellung eines integrierten, temperaturkompensierten Halbleiterwiderstandes normale, unkomplizierte Prozesse verwendet werden können. Außerdem können Widerstandswerte über einen großen Bereich erzeugt werden, die zudem noch in weiten Temperaturbereichen kompensierbar sind.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fign. erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines durch lonenimplantation in eine Epitaxieschicht eingebauten Widerstands und das Blockschaltbild einer Temperaturkkompensations-schaltung,
    • Fig. 2 eine graphische Darstellung des Verlaufs des Widerstandstemperaturkoeffizienten (TCR) eines durch lonenimplantation hergestellten Widerstandes als Funktion des Schichtwiderstandes und
    • Fig. 3 eine graphische Darstellung des Verlaufs des Widerstandsspannugskoeffizienten (VCR) als Funktion des nominellen Schichtwiderstands für einen Widerstand, der aus den gleichen Prozeßbedingungen und der gleichen Implantations-dosis entstanden ist, wie der in Fig. 2 zugrundegelegte.
  • Der Widerstand eines durch lonenimplantation oder Diffusion hergestellten Widerstands, ist eine Funktion der Temperatur, bei der er betrieben wird. Die hier dargestellte Temperaturkompensationsschaltung basiert auf der Erkenntnis, daß der Widerstand eines solchen Widerstandes auch eine Funktion der Potentialdifferenze zwischen dem Anschluß des Widerstands, der des höchste positive Potential führt und der Epitaxieschicht selbst ist. Eine Temperaturkompensation wird dadurch bewirkt, daß ein Temperaturfühler mit der Epitaxieschicht verbunden ist, der eine Ausgangsspannung führt, die sich gegenläufig zum Widerstandstemperaturkoeffizienten des Widerstandes verändert. Daher nähert sich die Gesamtwiderstands-änderung des betrachteten durch lonenimplantation oder Diffusion hergestellten Widerstandes über einen weiten Bereich von Temperaturschwankungen dem Wert Null.
  • In Fig. 1 ist eine N-leitende epitaktische Halbleiterschicht 4 dargestellt, die auf einem P-leitenden Substrat 2 aufgebracht ist. Die P-dotierten Kontaktbereiche sind bei 6 und 10 dargestellt, wobei sich zwischen ihnen in der Epitaxieschicht der Widerstand 8 aus P-dotiertem Material befindet. Der Widerstand 8 ist als ein durch lonenimplantation hergestellter Widerstand dargestellt, obwohl das Prinzip der Erfindung auch auf nach anderen Prinzipien hergestellte Widerstände anwendbar ist, für die eine Widerstandstemperaturkompensation gewünscht wird; d.h. es kann auch ein in die Epitaxieschicht Ep, hineindiffundierter Widerstand anstelle des durch lonenimplantation hergestellten Widerstandes verwendet werden.
  • Der Widerstand des mittels lonenimplantation hergestellten Widerstands 8 nimmt mit steigender Temperatur zu. Um diesen Widerstandszuwachs zu kompensieren, muß dafür gesorgt werden, daß der Widerstandsspannungskoeffizient der Potentialdifferenz zwischen der Epitaxieschicht 4 und dem Widerstand 8 eine gleiche und entgegengerichtete Widerstandsänderung des Widerstandes 8 bewirkt. Die PN-Sperrschicht, die den Widerstand 8 in der Epitaxieschicht 4 umgibt, hat eine Verarmungszone, deren Dicke mit abnehmender Potentialdifferenz zwischen dem Widerstand 8 und der Epitaxieschicht 4 abnimmt. Wenn die Temperatur der Anordnung ansteigt, wodurch auch der Wert des Widerstandes 8 zunimmt, wird zur Kompensation dieses Temperaturganges die Potentialdifferenz zwischen der Epitaxieschicht 4 und dem Widerstand 8 abgesenkt, was zur Folge hat, daß die den Widerstand 8 umgebende Verarmungszone den Querschnitt des Widerstandes 8 weniger ein2 schnürt, wodurch wiederum durch den so vergrößerten Querschnitt der Wert des Widerstandes 8 kleiner wird. Um dieses durchzuführen, ist ein Temperaturfühler 24 über einen Kontakt 12 und einen Aluminiumkontakt 22 an die Epitaxieschicht 4 angeschlossen, wobei die genannte Schaltung ihre Ausgangsspannung V EPI in dem Maße absenkt, wie die Temperatur ihrer Umgebung ansteigt. Wie an sich bakannt ist, sind auch an den Positionen 18 und 20 Kontakte angebracht. Durch ein Absenken des Potentials V EPI mit zunehmender Temperatur, wird daher die gewünschte Widerstanskompensation für den Widerstand 8 bewirkt.
  • Der Temperaturfühler 24 besteht aus zwei parallel geschalteten Spannungsteilern, die zwischen einer Spannung +Vcc und Erde angeschlossen sind. In dem ersten Spannungsteiler bilden die Teilwiderstände 30 und 32 einen Spannungsteiler mit einem Abgriff, der an die Basis eines NPN-Transistors 26 angeschlossen ist. Der zweite Spannungsteiler besteht aus einem Teilwiderstand 28 und dem NPN-Transistor 26, deren gemeinsamer Verbindungspunkt auch der Ausgangsknoten der Schaltung für die Erzeugug der Spannung Vepi ist. Der Spannungsabfall zwischen VCR und der Basis des NPN-Transistors 26, wird mit Hilfe der konstanten Größe von Vcc und dem konstanten . Verhältnis der Teilwiderstände 30 und 32 konstant gehalten. Auf diese Weise wird auch die Basis- Emitterspannung des NPN-Transistors 26 konstant gehalten. Die PN-Sperrschicht am Emitter-Basis-Übergang des NPN-Transistors 26 verändert jedoch ihre Stromflußcharakteristik mit der Änderung der Umgebungstemperatur.
  • Wie oben bereits erwähnt wurde, wird die Potentialdifferenz zwischen dem Widerstand 8 und der Epitaxieschicht 4 gesenkt, um eine Widerstandsverringerung entsprechend des Widerstandsspannungskoeffizienten des Transistors zu erreichen. Da sowohl der Widerstand, als auch die Epitaxieschicht bezüglich des Widerstandes positiv vorgespannt sind, muß der Epitaxieschicht 4 eine ins Negative driftende Spannungsänderung aufgezwungen werden, um den Widerstandswert des Widerstandes 8 zu verringern (VEPI > Vµ in Fig. 1). Um eine ins Negative driftende Spannung zu erzeugen, muß or Temperaturfühler 24 mit steigender Temperatur eine ins Negative gehende Änderung der Spannung VEPI generieren. Dieses wird durch den NPN-Transistor 26 erreicht, der mit steigender Temperatur einen größer werdenden Stromfluß zur Folge hat, wodurch auch ein größerer Strom durch den mit ihm in Serie geschalteten Teilwiderstand 28 fließt und somit dessen Spannungsabfall größer und das' Potential an seinem Ausgangsknoten kleiner wird, so daß auch die Spannung VEP, mit steigender Temperatur abnimmt. Durch geeignete Auswahl der Größen der Teilwiderstände 28, 30 und 32, kann die Größe der Veränderung von VEP, erreicht werden, die eine Verringerung des Widerstands 8 gemäß seinem Widerstandsspannungskoeffizienten bewirkt, die exakt dem Ansteigen des Widerstandswertes des Widerstands 8 entsprechend seines Temperaturzuwachses entgegenwirkt.
  • Durch Einhaltung eines konstanten Basis-Emitterpotentails längs des Teilwiderstandes 32 und durch das Anheben der Leitfähigkeit des NPN-Transistors 26 mit der Temperatur, kann ein größerer Strom durch den Teilwiderstand 28 getrieben werden, der die Größe der Spannung V EPI an seinem Ausgansknoten in der gewünschten Wiese verringert.
  • Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung des Widerstandstemperaturkoeffizienten über dem Widerstand der Schicht für durch lonenimplantation hergestellte Widerstände, bei einer bestimmten Gruppe von Prozeßbedingungen über einem weiten Bereich der lonenimplantationsdosis, die Schichtwiderstände von 100 Ohm je Flächenelement bis 5000 Ohm je Flächenelement ergeben. Der Widerstandstemperaturkoeffizient erstreckt sich dabei über einen Bereich von etwa 1100 Teile je Million und je Grad Celsius (ppm/°C) bis über 4000 ppm/°C für diesen Bereich des Schichtwiderstands. Andere Kurven mit höherem oder niedrigerem Widerstandstemperaturkoeffizienten können dadurch erreicht werden, daß der Satz von Prozeßbedingungen verändert wird, insbesondere die Implantationsenergie, die Oxyddicke, die Hintergrundkonzentration (Epitaxie) und Erhitzungsdauer und -temperatur des der Implantation nachgeschalteten Wärmeschrittes.
  • Aus Fig. 2 ist beispielsweise zu sehen, daß ein Widerstand bei einem Schichtwiderstand von 5000 Ohm je Flächenelement einen Widerstandstemperaturkoeffizienten von etwa 4000 ppm/°C hat. Daher wird ein Widerstand, dessen Widerstandswert 10000 Ohm bei 25°C ist, einen Widerstand von 10000 + 10000 x 4000 x 10-6 x (75-25) oder 12 000 Ohm bei 75°C haben.
  • Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung des Widerstandsspannungskoeffizienten (VCR) über dem nominellen Schichtwiderstand, für einen nach den gleichen Prozeßbedingungen hergestellten Widerstand, wie der im Zusammanhang mit Fig. 2 erläuterte. Die Widerstandsänderung mit der Spannung ist von der Ladungsträgerverarmung längs der PN-Sperrschicht abhängig, die zwischen dem Widerstandsbereich und der entgegengesetzt dotierten Epitaxieschicht gebildet ist. Die Dicke des an Ladungsträgern verarmten Bereichs ist eine Funktion der Dotierungskonzentration auf beiden Seiten der Sperrschicht, sowie der Potentialdifferenz (elektrisches Feld) zwischen beiden Seiten der Sperrschicht.
  • Das Potential (Vorspannung) über der Sperrschicht, ist sowohl eine Funktion des an die Epitaxieschicht angelegten Potential relativ zu dem positiven Ende des Widerstandes und dem Potential, das an beide Enden des Widerstandes angelegt wird. Die Gesamtwirkung dieser beiden Potentiale kann ausgedrückt werden als eine kombinierte effektive Spannung (Veff), die in folgendem algebraischen Ausdruck erfaßbar ist:
    Figure imgb0001
  • Diese Spannung kann als mittlere Potentialdifferenz über der Widerstands-Epitaxiesperrschicht angesehen werden.
  • Aus den in den Fign. 2 und 3 dargestellten Beziehungen ist zu sehen, daß ein Anwachsen des Widerstandes infolge steigender Temperatur durch ein Absenken der effektiven Spannung über der PN-Sperrschicht ausgeglichen werden kann.
  • Wenn beispielsweise ein Widerstand von 5000 Ohm je Flächenelement bei 25°C ein TCR von 4000 ppm/°C und ein VCR von 10 000 ppm/V hat, dann hat er annähernd einen konstanten Wert von 25°C bis 75°C, wenn die Vorspannung der Epitaxieschicht gegenüber dem positiven Ende des Widerstandes von 30 Volt bei 25°C bis 10 Volt bei 75°C eingestellt wird. Die Einstellung der Vorspannung an der Epitaxieschicht wird von dem in Fig. 1 dargestellten Temperaturfühler 24 vorgenommen, der in unmittelbarer Nähe des Widerstandes, dessen Temperatur dann zu kompensieren ist, angebracht ist, so daß die Temperatur des Widerstands die gleiche oder fast die gleiche ist, wie die Temperatur des Temperatur 24.
  • Beispiele anderer möglicher Realisierungen der Kompensation des Temperaturganges können darin gesehen werden, daß eine P-Zone innerhalb einer N-Epitaxieschicht und die Epitaxieschicht verwendet wird, um einen Widerstand zu bi!den, dessen Temperaturänderung durch Änderungen der Verarmungszone kompensiert wird, die durch die umgekehrt vorgespannte P-Zone gebildet wird.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Widerstand dadurch gebildet, daß eine P-Zone in einer N-Epitaxieschicht, beispielsweise einer solchen, die zur Herstellung einer Transistorbasis-Zone verwendet wird, die von einer schmaleren N+-Zone überlappt wird, wie es bei einer solchen der Fall ist, die dazu verwendet wird, um eine Transistoremitterzone zu bilden. Es handelt sich hierbei also um einen sogenannten Pinch-Widerstand. Die Kompensation des Temperaturganges des P-Widerstands wird dadurch erreicht, daß die entgegenzgesetzte Vorspannung an der N+-Zone und der Epitaxieschicht bezüglich der P-Widerstandszone variiert wird. Das ausführlich erläuterte Ausführungsbeispiel kann erweitert werden, indem mehrere Widerstände in einer gemeinsamen Epitaxieschicht kompensiert werden, wobei nur dieser eine Temperaturfühler mit der Kompensationsschaltung nach Fig. 1 verwendet wird.

Claims (4)

1. Temperaturkompensierter integrierter Halbleiterwiderstand mit einem Widerstandsgebiet des einen Leitfähigkeitstyps in einer Epitaxieschicht des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, das einen Abstand von einander aufweisende elektrische Kontakte besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß einer der elektrischen Kontakte (18; Fig. 1) auf einem Referenzpotential liegt, der Widerstand (8) einen positiven Widerstandsspannaungskoeffizienten (VCR) und einen vorgegebenen Widerstandstemperaturkoeffizienten (TCR) hat, ein Temperaturfühler (24) vorgesehen ist, der auf der integrierten Schaltung dicht am Widerstand liegt und dessen Ausgangsspannungsanschluß an die Epitaxieschicht (4) angeschlossen ist und dessen Spannungsbezugsanschluß auf Referenzpotential liegt, und daß die Ausgangsspannungscharakteristik des Temperaturfühlers bezüglich der Temperatur an seinem Ausgangsanschluß einen zum Widerstandsspannungskoeffizienten des Widerstandes derart entgegengesetzten Verlauf hat, daß die Widerstandsänderungen des Widerstandes bezüglich der Temperatur durch diese Spannungsänderungen des Temperaturfühlers an der Epitaxieschicht kompensierbar sind.
2. Temperaturkompensierter integrierter Halbleiterwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit seinem Ausgansanschluß über einen ersten Kontakt (22, 12) an die Epitaxieschicht (4) angeschlossene Temperaturfühler (24) aus zwei parallel geschalteten Spannungsteilern (26, 28, 30, 32) besteht, von denen der erste Spannungsteiler aus einem Teilwiderstand (28) und aus einem negativen Temperaturgang aufweisenden steuerbaren Widerstand (26) besteht, dessen Steuerelektrode mit dem Abgriff des zweiten Spannungsteilers zwischen seinen Teilwiderständen (30, 32) verbunden ist und daß der Ausgangsspannungsanschluß mit dem Abgriff des ersten Spannungsteilers zwischen dem steuerbaren Widerstand (26) und dem Teil-. widerstand (28) identisch ist und die Versorgungsspannung (Vcc) zwischen der Verbindung zwischen den beiden Teilwiderständen (28, 30) der zwei Spannungsteiler angeschlossen ist.
3. Temperaturkompensierter integrierter Halbleiterwiderstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Widerstand (26) aus einem NPN-Transistor gebildet ist, dessen Emitter-Basisspannung durch einen konstanten Spannungsabfall zwischen der Versorgungsspannung (Vcc) und der Basis des Transistors, bewirkt durch eine konstante Versorgungsspannung und eine festes Verhältnis der Teilwiderstände (30, 32) des zweiten Spannungsteilers, konstant gehalten wird, so daß sich der Stromfluß durch die PN-Sperrschicht zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors mit der Temperatur und somit auch der Stromfluß durch den Teilwiderstand (28) des ersten Spannungsteilers und damit die Höhe der vom Ausgangsanschluß des Temperaturfühlers der Epitaxialschicht zugeführten Epitaxieschichtspannung (VePI) ändert.
4. Temperaturkompensierter integrierter Halbleiterwiderstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere nach Anspruch 1 gebildete integrierte Halbleiterwiderstände (11) von einem Temperaturfühler (24), der in der nach Anspruch 2 angeführten Weise angeschlossen ist, in ihrem jeweiligen Widerstandswert temperaturkompensierbar sind.
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