DE2224574A1 - Integrierte Schaltung - Google Patents
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Description
PHN. 5476.
Pafenfassessor
Anmelder: If. V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN
Anmelder: If. V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN
Akte: PtfM ^6
Anm.ldung vom, ή ψ ^C / <? } I
Anm.ldung vom, ή ψ ^C / <? } I
Integrierte Schaltung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Schaltung mit mehreren Schaltungselementen, die nebeneinander auf einer Seite
eines diesen Schaltungselementen gemeinsamen Körpers angebracht sind, wobei Halbleiterzonen dieser Schaltungselemente mit einem auf der erwähnten
einen Seite des Körpers vorhandenen Muster von Leiterbahnen für elektrischen Anschluss der Schaltungselemente verbunden sind, welohes
Muster mindestens einen Eingang und mindestens einen Ausgang für elektrische Signale aufweist, wobei der Körper ferner mit Anschlüssen zum
Anschliessen der beiden Klemmen einer Quelle zum Zuführen von Einstellstrom
zu einem oder mehreren der Schaltungselemente versehen ist.
Der gemeinsame Körper einer derartigen integrierten Schaltung kann z.B. im wesentlichen aus Isoliermaterial bestehen, auf dem ein
oder mehrere Halbleitergebiete angebracht oder in das eine Anzahl solcher
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Gebiete eingebettet sind. Meistens besteht der gemeinsame Körper aber
praktisch völlig aus Halbleitermaterial. In, und in gewissen Fällen auch
völlig oder teilweise auf, einem solchen meistens einkristallinen Halbleiterkörper
werden mittels Halbleitergebiete mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften, pn-Uebergängen, Schottky-Uebergängen, isolierenden
und leitenden Schichten usw. Schaltungselemente, wie Moden, Transistoren, Widerstände und Kondensatoren erhalten, die mittels eines Musters
von Leiterbahnen zu einer Schaltung zusammengebaut werden.
Bei Zunahme der Anzahl Schaltungselemente pro integrierte Schaltung ergibt sich eine Anzahl Probleme. Z.B. ist die Ausbeute bei der
Herstellung stark von der Grosse der für die Schaltung benötigten Halbleiteroberfläche
abhängig, derart, dass bei Zunahme der Oberfläche die Ausbeute abnimmt. Ferner beeinflussen die Abmessungen der Schaltungselemente
selber ihr Hochfrequenzverhalten. So ist im allgemeinen z.B. die Grenzfrequenz niedriger, je nachdem die Abmessungen des betreffenden
Schaltungselements grosser sind. U.a. aus diesen Gründen ist es erwünscht,
die Abmessungen der Halbleifcergebiete der Schaltungselemente möglichst
zu verringern und, wenn möglich, die Herstellungstechnologie zu vereinfachen.
Ein anderes Problem ist die zulässige Verlustleistung. Wenn die Verlustleistung und somit der Energieverbrauch der Schaltung herabgesetzt
wird, welche Herabsetzung nicht auf Kosten der befriedigenden Wirkung oder des Selbstkostenpreises der integrierten Schaltung geht,
werden die Anwendungsmöglichkeiten solcher Schaltungen verfrössert. Auch
andere Kriterien können in bezug auf die Verlustleistung aber eine wichti
ge Rolle spielen. Z.B. kann bei grossen und komplexe*, integrierten Schaltungen
die Gesamtverlustleistung derart gross sein, dass an die Kühlung
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des gemeinsamen Körpers strenge Anforderungen gestellt werden, um die
Höchsttemperatur unterhalt eines Wertes halten zu können, bei dem eine betriebssichere Wirkung der Schaltung noch nicht gefährdet wird. Ferner
ist es z.B. auch bei von Batterien gespeisten Schaltungen im Zusammenhang mit der Lebensdauer der Batterien wünschenswert, Schaltungen mit
einer geringen Verlustleistung anzuwenden.
Im allgemeinen werden zum Erhalten der erwünschten geringen
Verlustleistung Belastungswiderstände für die Transistoren in der Schaltung verwendet, die einen hohen Widerstandswert aufweisen. Für derartige
grosse Widerstände wird jedoch eine verhältnismässig grosse Halbleiteroberfläche
benötigt, wodurch, wie oben bereits angegeben wurde, die Ausbeute bei der Herstellung beeinträchtigt wird und/oder wodurch
die Anzahl Schaltungselemente pro integrierte Schaltung relativ kleiner wird.
Auch im Zusammenhang mit den obenerwähnten sich widersprechenden Anforderungen wurde bereits vorgeschlagen, in derartigen
integrierten Schaltungen die Belastungswiderstände durch komplementäre Transistoren zu ersetzen, die gegen die übrigen Transistoren isoliert
in dem gemeinsamen Körper angebracht werden.
Wenn auf diese oder andere Weise z.B. ein Kompromiss zwischen der für die Schaltungselemente benötigten Halbleiteroberfläche
und der zulässigen Verlustleistung gefunden ist, kann ein weiteres Problem darin bestehen, dass bei Zunahme der Anzahl Schaltungselemente ein
Zustand erreicht werden kann, in dem nicht mehr die Schaltungselemente selber, sondern das zum Miteinanderverbinden und zur elektrischen Einstellung
dieser Schaltungselemente benötigte Muster von Leiterbahnen, einschliesslich der Speiseleiterbahnen, die benötigte Oberfläche bestim-
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men oder wenigstens mitbestimmen wird.
Es sei bemerkt, dass unter Einstellströmen all diejenigen Ströme verstanden werden, die den Schaltungselementen zur Gleichstromeinstellung
derselben zugeführt werden. Eine Anzahl dieser Ströme, meistens diejenigen Ströme, die über die Hauptelektroden, wie den Emitter
und den Kollektor eines Transistors, den Hauptstromweg des betreffenden Schaltungselements durchfliessen, führen dabei auch Energie zu, die für
Signalverstärkung - das Verhältnis zwischen den Energien des Ausgangsund des Eingangssignals - benutzt werden kann. Unter "Speiseleiterbahnen"
sind hier Bahnen zu verstehen, die namentlich zum Zuführen der letzteren
Einstellströme dienen.
Ein Teil des Musters von Leiterbahnen wird durch die Verbindungen gebildet, die für die elektrische Einstellung der Schaltungeelemente
benötigt werden. Im Betriebszustand fliesst insbesondere durch die Speiseleiterbahnen verhältnismässig viel Strom, wobei in diesen
Bahnen meistens praktisch kein Spannungeverlust auftreten soll. Infolgedessen
sind bei den üblichen integrierten Schaltungen insbesondere die Speiseleiterbahnen oft verhältnismässig breit ausgeführt. Ferner müssen
praktisch an jeder Stelle in der Schaltung Einstellströme Schaltungselementen zugeführt werden, wodurch die betreffenden Bahnen meistens eine
beträchtliche Länge aufweisen. Die für die Einstellung der Schaltungselemente benötigten Speiseleiterbahnen beanspruchen also einen erheblichen
Teil des für das Muster verfügbaren Raumes, wodurch, auch weil kreuzende Verbindungen vorzugsweise vermieden werden, die Herstellung
der übrigen leitenden Verbindungen innerhalb eines beschränkten Baumes erschwert wird. Uebrigens ergibt sich dieses Problem nicht nur bei sehr
grossen integrierten Schaltungen, sondern auch bei Schaltungen mit einer
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geringeren Anzahl von Schaltungselemente^ wenn auch manchmal in geringerem
Masse.
In der am 24. Juli 1968 veröffentlichten niederländischen
Patentanmeldung Nr. 680.0881 ist eine integrierte Schaltung beschrieben,
bei der an der Oberfläche Leiterbahnen zum Zuführen von Einstellstrom möglichst vermieden sind. Diese integrierte Schaltung weist nicht, wie
üblich, ein p-leitendes, sondern ein η-leitendes Substrat auf. Auf diesem
η-leitenden Substrat werden anschliessend epitaktisch zunächst eine pleitende
und dann eine η-leitende Schicht angewachsen. Die Schaltungselemente sind auf gleiche Weise wie in den üblichen integrierten Schaltungen
in der epitaktischen η-leitenden Schicht angebracht, wobei die Punktion der p-leitenden epitaktischen Schicht, wenigstens in elektrischer
Hinsicht, mit der des Üblichen p-leitenden Substrats vergleichbar ist. Beim Betrieb wird die negative Klemme der äüsseren Spannungsquelle mit der p-leitenden Schicht und wird die positive Klemme mit dem
η-leitenden Substrat verbunden. Dabei ist eine direkte leitende Verbindung zwischen dem η-leitenden Substrat und einem oder mehreren Teilen
der η-leitenden epitaktischen Schicht dadurch hergestellt, dass vor dem
Anwachsen der η-leitenden epitaktischen Schicht der Leitfähigkeitstyp
der p-leitenden Schioht an den betreffenden Stellen durch Diffusion in dtn η-Typ umgewandelt ist. Auf diese Weise sind die beiden Polaritäten
der Spannungequelle praktisch an jeder gewünschten Stelle an der Halbleiteroberfläche
über eine direkte niederohmige leitende Verbindung verf ügbar. Die Herstellung dieser Schaltungen ist jedoch wesentlich verwickelter
als die der üblicheren integrierten Schaltungen infolge der
zueltzlichen epitaktischen p-leitenden Schicht und der zusätzlichen
Diffueionebearbeitung zum Erhalten der leitenden Verbindungen zwischen
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dem η-leitenden Substrat und der η-leitenden epitaktischen Schicht.
Die Erfindung bezweckt, neue Wege zum Integrieren von Schaltungen zu schaffen. Ihr liegt u.a. die Erkenntnis zugrunde, dass
der an sich von Transistoren längst bekannte Mechanismus, bei dem Strom über eine Zwischenschicht dadurch weitergeleitet werden kann, dass über
einen ersten Uebergang Ladungsträger in die Zwischenschicht injiziert
werden, die über einen zweiten Uebergang aus der Zwischenschicht gesammelt
werden, in einer ^ehrschichtenstruktur ^ die als Strominjisktor
bezeichnet wird) dazu verwendet werden kann» Schaltungselementen einer integrierten Schaltung auf bisher nicht bekannte Weise Einstellstrora
zuzuführen, und dass der Strominjektor in bezug auf die von ihm zu speisenden Schaltungselemente derart in der integrierten Schaltung angeordnet
werden kann, dass entweder für einen elektrischen Anschluss des Strominjektors die leicht zugängliche Seite des den Schaltungselementen
gemeinsamen Körpers, die der einen Seite gegenüber liegt, auf der sich das erwähnte Muster von Leiterbahnen befindet, benutzt wird, oder der
Strominjektor mit einem oder mehreren einzustellenden Schaltungselementen zusammengebaut wird, so dass sie mindestens eine gemeinsame Zone besitzen,
wodurch eine erhebliche Vereinfachung der Struktur, eine grössere Ge- "
drängtheit, ein vereinfachtes Verdrahtungsmuster und sogar eine Erneuerung in Struktur der integrierten Schaltungen mit zugehörigen technologischen
und elektrischen Vorteilen, wie einer Trennung zwischen den Speiseeingängen und den Signaleingängen, erhalten werden können.
Naoh der Erfindung weisen integrierte Schaltungen der eingangs beschriebenen Art das wichtige Merkaal auf, dass der gemeinsame
Körper mit einem Strominjektor zum Zuführen von Einstellstrom vereehen
ist, wobei dieser Strominjektor eine Mehrechichtenstruktur mit mindestens
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drei aufeinanderfolgenden, durch gleichrichtende Uebergänge voneinander
getrennten Schichten ist, welche Struktur eine erste (als injizierende Schicht bezeichnete) Schicht, die durch mindestens einen gleichrichtenden
Uebergang von den einzustellenden Schaltungselementen getrennt ist, und eine daran grenzende zweite (als Zwischenschicht bezeichnete) Schicht
aus Halbleitermaterial enthält, wobei die injizierende Schicht einen Anschluss für eine Klemme der erwähnten Quelle und die Zwischenschicht
einen Anschluss für die andere Klemme dieser Quelle zum Polarisieren aufweist der gleichrichtende Uebergang zwischen der injizierenden Schicht
und der Zwischenschicht in der Durchlassrichtung, wobei Ladungsträger aus der injizierenden Schicht in die Zwischenschicht injiziert werden,
die von der an die Zwischenschicht grenzenden dritten (als Sammelschicht bezeichneten) Schicht des Strominjektors gesammelt werden, welcher Strominjektor gemäss einem oder mehreren der nachstehend zu beschreibenden
Aspekte der Erfindung in bezug auf Anordnung und Abstand in sehr enger Beziehung zu dem einzustellenden Schaltungselement angewendet wird.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine integrierte Schaltung der eingangs beschriebenen Art, in die gemäss der Erfindung
ein Strominjektor aufgenommen ist, ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine Zone eines der Schaltungselemente, die als einzustellende Zone bezeichnet
wird und durch mindestens zwei gleichrichtende Uebergänge von der injizierenden Schicht und somit von dem mit dieser verbundenen einen
Quellenanschluss getrennt ist, über einen diese Zone begrenzenden gleichrichtenden
Uebergang Ladungsträger aus einer der Schichten des Strominjektors sammelt und auf diese Weise einen Einstellstrom empfängt,
welche Zone direkt mit dem Muster von Leiterbahnen verbunden ist.
Der Strominjektor ist auf diese Weise mit wenigstens dem
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erwähnten einen Schaltungselement zu einem gedrängten Gebilde zusammengebaut,
wobei mit Hilfe von Injektion von Ladungsträgern über einen wesentlich nicht zu dem einen Schaltungselement gehörigen, in der Durchlassrichtung
polarisierten gleichrichtenden Uebergang ein Strom von Ladungsträgern, der den für die einzustellende Zone benötigten Einstellstrom
bildet, dieser Zone zugeführt wird. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, dass für die Zuführung des Einstellstroms kein Anschluss der
einzustellenden Zonen an das Muster von Leiterbahnen benötigt wird. U.a. durch diese Tatsache wird das Muster von Leiterbahnen einfacher. Ferner
wird die erwähnte elektrische Einstellung mit Hilfe des Strominjektors durch das Zuführen von Strom erhalten, wodurch die Anwendung von Widerständen
praktisch überflüssig wird. Neben dem mit dem Strominjektor zugeführten Einstellstrom können über das Muster von Leiterbahnen erwünschtenfalls
elektrische Signale der einzustellenden Zone zugeführt oder dieser Zone entnommen werden.
Die einzustellenden Zonen der Schaltungselemente können zu Hauptelektroden, wie dem Emitter und dem Kollektor eines Transistors,
sondern auch zu Steuerelektroden der betreffenden Schaltungselemente gehören.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist der erwähnte Strominjektor besonders gedrängt mit wenigstens einem der betreffenden
Schaltungselemente zusammengebaut. Eine integrierte Schaltung nach diesem zweiten Aspekt der Erfindung enthält einen Strominjektor, wobei
die einzustellende Zone eines Schaltungselements Ladungsträger aus einer
der Schichten des Strominjektors auf obenbeechriebene Weise sammelt, und
ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass die zuletzt genannte eine Schicht des Strominjektors zugleich eine weitere Zone des einen Schaltungselements
bildet, wobei die einzustellende Zone direkt mit einem weiteren
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Teil der integrierten Schaltung, wie dem Muster von Leiterbahnen und
weiteren Schaltungselementen, verbunden ist. Diese Ausführungsform eignet
sich insbesondere zur elektrischen Einstellung von Steuerelektroden, wie den Basiszonen von Transistoren.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung, der sich erwUnschi
tenfalls auch mit den vorerwähnten Aspekten kombinieren lässt, ist der
Strominjektor lateral ausgebildet, d.h., dass die Schichten des Strominjektors nebeneinander liegen und an die erwähnte Seite des Körpers
grenzen. In dieser lateralen Ausführungsform verschieben sich die den
Einstellstrom tragenden Ladungsträger hauptsächtlibh in lateraler Richtung,
somit nahezu parallel zu der einen Seite des Körpers.
Eine integrierte Schaltung nach diesem dritten Aspekt der Erfindung enthält einen für die erfindungsgemässe integrierte Schaltung
kennzeichnenden Strominjektor der obenbeschriebenen Art und ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine Zone eines der Schaltungselemente,
die als einzustellende Zone bezeichnet wird und durch mindestens zwei
gleichrichtende Uebergänge von der injizierenden Schicht und somit von
dem mit dieser verbundenen einen Quellenanschluss getrennt ist, und diejenigen Schichten des Strominjektors, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die einzustellende Zone aufweisen, Oberflächenzonen vom einen
Leitfähigkeitstyp sind, die sich nebeneinander von der erwähnten Seite des Körpers her in einem gleichen Gebiet vom anderen Leitfähigkeitstyp
erstrecken und in dem Körper von diesem Gebiet umgeben sind, während die einzustellende Zone mit dem Gebiet einen diese Zone begrenzenden
Uebergang bildet, über den diese Zone Ladungsträger aus dem Gebiet gesammelt
und so einen Einstellstrom empfängt, welche Ladungsträger aus einer auf der erwähnten einen Seite des Körpers liegenden und mit dem
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Gebiet einen gleichrichtenden Uebergang bildenden Schicht des Strominjektors
in das Gebiet injiziert sind.
Auch mit dieser lateralen Ausführung kann das Muster von Lfi i terbahnen, wie nachstehend noch näher angegeben wird, erheblich vereinfacht
werden, während, wie aus Nachstehendem hervorgehen wird, sich diese Ausführung besonders gut zum Integrieren von Schaltungen mit Hilfe
einer stark vereinfachten Technologie eignet.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung, der sich er-
wünschtenfalls mit dem ersten oder dem zweiten Aspekt kombinieren lässt,
ist der Strominjektor vertikal ausgebildet. Eine integrierte Schaltung nach diesem vierten Aspekt der Erfindung enthält einen für die erfindungs·
gemässe integrierte Schaltung kennzeichnenden Strominjektor der obenbeschriebenen
Art und ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die injizierende Schicht an die der erwähnten einen Seite gegenüber liegende
Seite des Körpers grenzt, und dass sich eine durch mindestens zwei gleichrichtende Uebergänge von der injizierenden Schicht und somit von dem mit
dieser verbundenen einen (iuellenanschluss getrennte Schicht des Strominjektors,
die als gegenüberliegende Schicht bezeichnet wird, auf der erwähnten einen Seite des Körpers und der injizierenden Schicht gegenüber
erstreckt, während die gegenüberliegende Schicht über einen diese Schicht
begrenzenden gleichrichtenden Uebergang Ladungsträger aus einer angrenzenden Schicht des Strominjektors gesammelt und so einen Strom empfängt,
der als Einstellstrom für eine mit der gegenüberliegenden Schicht verbundene Zone eines der Schaltungselemente (nachstehend als einzustellende
Zone bezeichnet) dient.
Eine derartige vertikale Ausführung ermöglicht es, ohne dass dazu lange Leiterbahnen auf der erwähnten einen Seite des gemein-
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samen Körpers benötigt werden, an den gewünschten Stellen auf dieser
einen Seite über Einstellstrom zu verfügen. Dieser Einstellstrom wird
mit Hilfe eines Quellenanschlusses auf der gegenüberliegenden Seite des Körpers und eines in der Durchlassrichtung polarisierten Uebergangs geliefert.
Auch auf diese Weise wird u.a. eine Vereinfachung des Musters von Leiterbahnen erhalten.
Die injizierende Schicht des Strominjektors kann z.B. durch eine Metallschicht gebildet werden, die durch eine dünne Isolierschicht
von der halbleitenden Zwischenschicht getrennt ist, wobei Ladungsträger durch Tunnelinjektion in die Zwischenschicht eingeführt werden.
Vorzugsweise ist die injizierende Schicht aber eine Halbleiterschicht, die mit der Zwischenschicht einen pn-Uebergang bildet.
Eine bevorzugte Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung, die eine besonders einfache Bauart aufweist, ist
dadurch gekennzeichnet, dass der Strominjektor eine Dreischichtenstruktur ist, wobei die injizierende Schicht und die sammelnde dritte Schicht
Halbleiterschichten vom einen Leitfähigkeitstyp sind und die Zwischenschicht
den anderen Leitfähigkeitstyp aufweist, und wobei die einzustellende
Zone zu der sammelnden dritten Schicht des Strominjektors gehört.
Es sei bemerkt, dass die sammelnde Schicht und im allgemeinen jede Schicht des Strominjektors, die Ladungsträger aus einer angrenzenden
Schicht des Strominjektors sammelt, wenn kein äusseres Potential überlagert wird, ein Potential annehmen wird, bei dem der gleichrichtende
Uebergang zwischen den beiden betreffenden Schichten in der Durchlassrichtung polarisiert ist. Dadurch wird auch über diesen sammelnden
Uebergang Injektion von Ladungsträgern stattfinden. Wenn in beiden
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Richtungen ein gleich grosser Strom über den sammelnden Uebergang fliessiv
wird die Spannung über diesem Uebergang maximal und praktisch gleich der Spannung über dem injizierenden Uebergang des Strominjektors sein. In al-.
len anderen Fällen ist die Grosse der Durchlasspannung von der Grosse
des der betreffenden Sammelschicht entnommenen oder von dieser Schicht aufgenommenen (Einstell) Stromes abhängig. Es dürfte einleuchten, dass
im Grenzfall, in dem praktisch keine Spannung über dem betreffenden sammelnden Gleichrichterübergang steht, der entnommene Strom maximal ist.
Mit dem Strominjektor können durch das Zuführen von Einstellstrom also Einstellpotentiale für die einzustellende Zone erhalten werden,
deren Grosse in einem Bereich liegt, der von der Spannung zwischen
den beiden an eine Quelle angeschlossenen Quellenanschlüssen des Strominjektors
begrenzt wird. Die mit dem Strominjektor erhaltenen Einstellpotentiale sind maximal gleich dem des Quellenanschlusses mit dem höchsten
Potential und minimal gleich dem Quellenanschluss mit dem niedrigsten Potential. Ferner ist die Spannung zwischen den Quellenanschlüssen
gleich der Spannung, die benötigt wird, um den gleichrichtenden Uebergang zwischen der injizierenden Schicht und der Zwischenschicht in der
Durchlassrichtung zu betreiben. Diese Spannung wird im allgemeinen verhältnismässig
niedrig sein. Ein üblicher Wert für diese Durchlassspannung ist für einen pn-Uebergang in Silicium z.B. etwa 0,6 bis 0,8 V.
Es ist besonders günstig, dass in vielen Fällen die ganze Schaltung mit den obenerwähnten niedrigen Spannungen betrieben werden kann, wodurch
die Verlustleistung äusserst gering sein kann. Dieser Vorteil einer geringen Verlustleistung wird auch in erheblichem Masee erzielt, wenn
ein wesentlicher Teil der Schaltung bei diesen niedrigen Spannungen betrieben wird und weiter z.B. ein oder mehrere Ausgangstransistoren
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höhere Spannungen empfangen, um eine höhere Leistung an dem Ausgang
(den Ausgängen) der Schaltung zur Verfügung zu haben.
In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass mit Hilfe des Strominjektors auch Zonen von Schaltungselementen, die bei die obenerwähnten
Spannungen überschreitenden Spannungen betrieben werden, ein Einstellstrom zugeführt werden kann. In diesem Falle kann auch das
Potential der mit dem Strominjektor verbundenen einzustellenden Zone ausserhalb des oben angegebenen Bereiches liegen, und zwar derart, dass
der Grleichrichterübergang zwischen der einzustellenden Zone und der daran grenzenden Schicht des Strominjekto^s in der Sperrichtung geschaltet
ist.
Die Anzahl Schichten des Strominjektors kann sowohl gerade als auch ungerade sein. Bei einer besonderen Ausführungsform der
integrierten Schaltung nach der Erfindung ist der Strominjektor eine
Fünfschichtenstruktur, wobei die an die sammelnde dritte Schicht grenzende vierte Schicht des Strominjektors eine Halbleiterschicht ist, die
den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Zwischenschicht aufweist, und wobei die dritte Schicht Ladungsträger in die vierte Schicht injiziert,
während die fünfte Schicht über einen diese fünfte Schicht begrenzenden gleichrichtenden üebergang Ladungsträger aus der vierten Schicht sammelt
und so einen Strom empfängt, der als Einstellstrom für die einzustellende
Zone des einen Schaltungselements dient.
Vorteilhaft können bei dieser Ausführungsform die Zwischenschicht
und die vierte Schicht des Strominjektors in dem Körper ein ununterbrochenes Gebiet vom gleichen Leitfähigkeitstyp bilden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der integrierten Schaltung
nach der Erfindung ist der Strominjektor mit Mitteln zur Steuerung
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des von der einzustellenden Zone zu empfangenden Einsteilstrcfms versehen.
Auf diese Weise ^ann der Einstellstrom zwischen Null und einem durch die
an die Quellenanschlüsse des Strominjektors angelegte Spannung bestimmten Wert variiert oder auf einen gewünschten Pegel eingestellt werden. Bei
(dnem FUnfschichtenstrofliinjektor kann diese Steuerung oder Einstellung
einfach mit Hilfe einer wenigstens zeitweilig leitenden Verbindung zwischen der sammelnden dritten Schicht und einer daran grenzenden Schicht
des Strorninjektors erzielt werden. Eine derartige Verbindung kann z.B
einen elektronischen Schalter, wie einen Transistor, enthalten.
Der mittels des Strominjektors zuzuführende Einstellstrom kann z.B. einer Diode zugeführt werden. Vorzugsweise ist das einzustellende
Schaltungselement aber ein Transistor mit mindestens zwei Hauptelektroden
und mindestens einer Steuerelektrode, wie ein Feldeffekttransistor
mit einer Quellen- und einer Senkenzone und einer oder mehreren Torelektroden. Bei Anwendung von Bipolartransistoren in der Schaltung
ist es besonders günstig, wenn mittels des Strominjektors ein Einstellstrom den Basiszonen eines oder mehrerer der Transistoren zugeführt
wird, ^enn dabei der Strominjektor mit dem Transistor zusammengebaut ist,
kann die an die einzustellende Basiszone grenzende Schicht des Strominjektors, aus der die Basiszone Ladungsträger sammelt, die Emitterzone
oder die Kollektorzone des betreffenden Transistors bilden. Insbesondere im ersteren Fall können Schaltungen mit einem besonders einfachen Aufbau
erhalten werden. Die Schaltung enthält dann vorzugsweise eine Anzahl Transistoren in gemeinsamer Emitterschaltung, wobei die verschiedenen
einzustellenden Basiszonen aus derselben Schicht des Strominjektors Ladungsträger sammeln, welche Schicht eine den Transistoren gemeinsame
Emitterzone bildet. Auf diese Weise wird also mittels eines einzigen
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Strominjektors mehreren Schaltungselementen gleichzeitig Sinstellstrom
zugeführt. Wenn der Strominjektor vertikal ausgeführt ist, kann die gemeinsame Emitterzone eine Bezugspotentialfläche für die Schaltung oder
einen Teil derselben bilden, welche Fläche die Schaltungselemente von der injizierenden Schicht und dem mit dieser verbundenen Quellenanschluss
trennt. Ferner können in der gemeinsamen Emitterschaltung Mehrkollektorentransistoren
verwendet werden, wodurch die Gedrängtheit der Schaltung und die Einfachheit des Verdrahtungsmusters erheblich vergrössert
werden können.
Bei einer wichtigen Ausführungsform der integrierten Schaltung,
bei der die Basiszonen mehrerer Transistoren mit Hilfe einer einzigen injizierenden Schicht und einer einzigen Zwischenschicht Einstellstrom
empfangen, ist der Kollektor eines ersten der Transistoren über das Muster von Leiterbahnen mit der Basis eines zweiten Transistors
verbunden. Diese Kaskadenschaltung eignet sich besonders gut zur Anwendung in Schaltungen für niedrige Leistung und/oder lineare Verstärkung,
wie für Hörgerate oder in logischen Schaltungen* wie Nicht-Oder-Gattern.
Es ist dabei besonders wichtig, dass der der Basiszone des zweiten Transistors zugeführte Einstellstrom gleichzeitig oder in der Zeit
gegenseitig verschoben als Basisstrom für den zweiten Transistor und als Kollektorspeisestrom für den ersten Transistor dienen kann.
Integrierte Schaltungen mit derartigen Kaskaden können mit
Hilfe einer stark vereinfachten Technologie hergestellt werden, während insbesondere logische Schaltungen mit derartigen Kaskaden ein stark vereinfachtes
Verdrahtungsmuster aufweisen, weil sowohl derEinstellstrom
für die Steuerelektroden als auch der Speisestrom für die Hauptelektroden von dem Strominjektor geliefert werden können.
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Ausserdem macht eine derartige Stromzuführung die Anwendung
von -Belastungswiderständen meistens überflüssig, wodurch u.a. ein NichtOder-Gatter
mit mehreren Eingängen z.B. einfach aus einer Anzahl Transistoren mit einer gemeinsamen Emitterzone bestehen kann, deren Kollektor-Emitter-Strecken
dadurch parallel geschaltet sind, dass die Kollektoren miteinander verbunden sind.
Auch können z.B. leicht integrierte Kippschaltungen mit
kreuzweise gekoppelten Transistoren mit einer gemeinsamen Emitterzone erhalten werden. Derartige gemäss der Erfindung ausgeführte Kippschaltungen
beanspruchen eine verhältnismässig kleine Halbleiteroberfläche und weisen ein einfaches Verdrahtungsmuster und eine geringe Verlustleistung
auf, wodurch sie sich besonders gut zur Anwendung als Matrixelemente in grossen Speihhecn eignen.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 scheraatisch eine Draufsicht auf einen Teil einer
ersten Ausführungsform der. integrierten Schaltung nach der Erfindung,
Fig. 2 schematisch einen Querschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 1 längs der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild der Ausführungsform nach
den Figuren 1 und 2,
Fig. 4 ein Schaltbild einer Torschaltung nach der Erfindung,
Fig. 5 schematisch einen Querschnitt durch die Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 längs der Linie V-V der Fig. 1,
Fig. 6 schematisch einen Querschnitt durch einen Teil einer
zweiten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung, Fig. 7 einen Schaltbild eines Teiles einer dritten Ausfüh-
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rungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung,
Fig. 8 einen schematisch Querschnitt durch diesen Teil,
Fig. 9 schematisch einen Querschnitt.durch eine vierte
Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung,
Fig. 10 ein zu dieser vierten Ausführungsform gehöriges Schaltbild,
Fig. 11 ein Schaltbild einer fünften Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung,
Fig. 12 das Prinzip einer Ausführungsform nach dem vierten Aspekt der Erfindung,
Fig. 13 schematisch einen Querschnitt durch denjenigen Teil der fünften Ausführungsform, von dem das zugehörige Schaltbild in Fig.
dargestellt ist,
Fig. 14 schematisch eine Draufsicht auf einen Teil einer sechsten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung,
Fig. 15 schematisch einen Querschnitt durch diese sechste
Ausführungsform längs der Linie XV-XV der Fig. 14,
Fig. 16 schematisch eine Draufsicht auf einen Teil einer siebten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung,
Fig. 17 schematisch einen Querschnitt durch diese Ausführungsform längs der Linie XVII-XVII der Fig. 16,
Fig. 18 schematisch einen Querschnitt durch eine achte Ausführungsform
der integrierten Schaltung nach der Erfindung,
Fig. 19 ein Schaltbild, das zu einer neunten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung gehört,
Fig. 20 schematisch eine Draufsicht auf einen Teil der
letzteren Ausführungsform,
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Fig. 21 ein zu einer zehnten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung gehöriges Schaltbild,
Fig. 22 schematisch eine Draufsicht auf einen Teil der letzteren Ausführungsform, und
Fig. 23 schematisch einen Querschnitt durch diesen Teil der
zehnten Ausführungsform längs der Linie XXIII-XXIII der Fig. 22.
Me Figuren 1 und 2 zeigen einen Teil einer ersten Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung. Diese integrierte
Schaltung enthält mehrere Schaltungselemente, in diesem Falle Transistoren, deren Basiszonen mit den Bezugsziffern 1 bis 10 bezeichnet
sind. Diese Transistoren sind nebeneinander auf einer Seite eines diesen Schaltungseiementen geraeinsamen Körpers 12 angebracht. Der Körper 12 besteht
grösstenteils aus Halbleitermaterial und weist auf der Seite der
Halbleiteroberfläche 11 eine Isolierschicht 13 auf, auf der sich ein auf
dieser Seite des Körpers 12 vorhandenes Muster von Leiterbahnen 14 erstreckt. Die Leiterbahnen 14 sind durch Oeffnungen in der Isolierschicht
13» die in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet sind, mit den in diesen Oeffnungen an die Halbleiteroberfläche tretenden Teilen der
Schaltungselemente verbunden. Diese Bahnen 14 dienen auf diese Weise
als elektrische Anschlüsse der Transistoren.
Der Körper 12 ist ferner mit in Fig. 1 schematisch angegebenen Anschlüssen 15 und 16 zum Anschliessen d<*r positiven und der
negativen Klemme einer Quelle 17 versehen, welche Quelle einem oder mehreren der Schaltungselemente Einstellstrom zuführt. Nach der Erfindung
ist der Körper 12 mit einem Strominjektor versehen, der durch eine Mehrschichtenatruktur mit in diesem Falle drei aufeinanderfolgenden,
durch gleichrichtende Uebergänge 18 und 19 voneinander getrennten
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Schichten 20, 21 und 5 gebildet wird. Die erste oder injizierende Schicht
20 ist durch mindestens einen gleichrichtenden Uebergang, den Uebergang
18, von den einzustellenden Schaltungselementen getrennt. Die zweite oder
Zwischenschicht 21 des Strominjektors ist eine Halbleiterschicht, die mit der ersten und der dritten Schicht 20 bzw. 5 die gleichrichtenden
Uebergänge 18 bzw. 19 bildet. Die injizierende Schicht 20 weist einen
Anschluss 15 für die eine Klemme der Quelle 17 auff während die Zwischenschicht
21 einen Anschluss 16 für die andere Klemme der Quelle 17 aufweist. Mit Hilfe dieser Quelle 17 wird der gleichrichtende Uebergang
zwischen der injizierenden Schicht 20 und der Zwischenschicht 21 in der Durchlassrichtung polarisiert, wobei Ladungsträger aus der injizierenden
Schicht 20 in die Zwischenschicht 20 injiziert werden» die von der an die Zwischenschicht 21 grenzenden Schicht 5 des Strominjektors gesammelt
werden.
Die dritte Schicht des Strominjektors bildet zugleich die einzustellende Basiszone eines der Transistoren, und zwar des Dreischichtentransistors
33» 5» 21. Diese einzustellende Basiszone 5 ist durch mindestens zwei gleichrichtende Uebergänge, und zwar die pn-Uebergänge
18 und 19» von der injizierenden Schicht 20 und somit auch von dem mit
dieser verbundenen Quellenanschluss 15 getrennt und saugt über den die dritte Zone 5 begrenzenden Uebergang 19 Ladungsträger aus der Zwischenschicht
21 des Strominjektors ab, die den gewünschten Einstellstrom liefern. Dabei ist diese Zone 5 weiter mit einer der Bahnen 14 des Leitungsmusters
verbunden, über welche Verbindung z.B. elektrische Signale zu- und/oder abgeführt werden können.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Einstellströme
der übrigen Basiszonen 1-4 und 6-10 auf entsprechende Weise
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mit Hilfe der injizierenden Schicht 20 und der Zwischenschicht 21 zugeführt.
So bilden z.B. die Schichten 20, 21 und 10 einen Strominjektor zum Zuführen von Einstellstrom zu der Basiszone 10 eines Dreischichtentransistors
5^,10,21. Auoh diese einzustellende Zone 10 ist durch zwei
gleichrichtende Uebergänge, und zwar die Uebergänge 3Θ und 1Θ, von der
injizierenden Schicht 20 und dem mit dieser verbundenen einen Quellenanschluss 15 getrennt. Ferner kollektiert diese Zone 10 Ladungsträger
aus der Zwischenschicht 21 des Strominjektors über den Uebergang 3Θ,
wobei die Zwischenschicht 21 zugleich eine Zone des Schaltungselemente,
in diesem Falle eine der auaseren Zonen des Dreischichtentransistore,
bildet.
Die einzustellende Basiszone 10 des Transistors 36,10,21 ist mit einem weiteren Dreisohichtentransistor 37t10,21 verbunden. Diese
Verbindung ist im Inneren des Körpers 12 daduroh hergestellt, dass die Zone 10 eine den beiden Transistoren gemeinsame Basiszone bildet. Ausserdem
ist die Basiszone 10 noch mit einer der Leiterbahnen 14 verbunden, welche Leiterbahn u.a. von der Basiszone 10 zu dem Dreischichtentransistor
33,5,21 führt.
Die injizierende Schicht 20 ist eine Halbleiterschicht von dem gleichen einen Leitfähigkeitstyp wie die Schichten 1 -10, die je
eine dritte oder sammelnde Schicht des Strominjektors bilden. Diese Schichten 1-10 und 20 erstrecken sich nebeneinander von der einen Seite
des Körpers, auf der sich das Leiterbahnenmuster befindet, her in demselben
Gebiet 21 vom anderen Leitfähigkeitstyp und sind in dem Körper von diesem Gebiet 21 umgeben. Die einzustellenden Zonen 1 - 10 empfangen
ihre Einstellströme durch Sammlung von Ladungsträgern aus dem Gebiet 21, die aus einer auf der erwähnten Seite liegenden Schicht des
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Strominjektors, und zwar der injizierenden Schicht 20, über den gleichrichtenden
Uebergang 18 in das Gebiet 21 injiziert sind.
Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Teil der integrierten Schaltung nach der Erfindung bildet ein Meister-Sklave-Flip-flop nach
dem elektrischen Schaltbild in Fig. 3. Dieses Flip-flop enthält 16 Transistoren T22 - T^7, die über acht Nicht-Oder-Gatter mit je swei Eingängen
verteilt sind. Die Kollektoren dieser Transistoren T22 - T__ sind in den
Figuren 1 und 2 mit den entsprechenden Bezugsziffern 22 - 37 bezeichnet.
Die Basiszonen dieser Transistoren sind die Zonen 1 - 10, wobei die Zonen 1, 3>
4» 6, 7 und 10 je eine zwei Transistoren gemeinsame Basiszone bilden. Die Emitter der Transistoren sind alle miteinander verbunden.
Sie werden durch die gemeinsame Emitterzone 21 gebildet, die zugleich die Zwischenschicht des Strominjektors bildet. Der Strominjektor
mit seinen kollektierenden einzustellenden Zonen 1-10 ist in Fig. 3 schematisch mit 10 Stromquellen I angegeben. Das Schaltbild nach
Fig. 3 zeigt weiter einen elektrischen Eingang IN, einen elektrischen
Ausgang Q und Taktimpulsanschlüsse CPM und CFS für den Meister bzw. den
Sklaven, wobei die entsprechenden Leiterbahnen 14 in Fig. 1 auf gleiche Weise angedeutet sind.
Der Deutlichkeit halber sei bemerkt, dass der Transistor T57 in Fig. 3 eigentlich nicht zu dem Flip-flop gehört. Tatsächlich
bildet der Kollektor des Transistors T.. einen Ausgang des Flip-flops
und gehört der Transistor T,7 bereits zu einer mit diesem Ausgang des
Flip-flops verbundenen weiteren Torsohaltung. Ebenfalls fehlt in der
gezeigten integrierten Schaltung am Eingang der wohl zu dem Flip-flop gehörige, in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Transistor T' , der zusammen
mit dem Transistor T92 ein Nicht-Oder Eingangsgatter des Flip-flops
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bildet. Me Tatsache, dass in der integrierten Form gerade die Transistoren
T - T als Baueinheit zusammengefügt sind, ist auf die angegebene
Verbindung zwischen der Basis des Transistors T,^ und der Basis des
Transistors T zurückzuführen. Dank dieser Verbindung kann der Transistor
T 7 nämlich einfach als zusätzliche Kollektorzone 37 in der Basiszone
10 des Transistors T ,- erhalten werden, wodurch eine Ersparung an
benötigter Halbleiteroberfläche erzielt wird. Aus demselben Grund ist es meistens auch günstiger, den Transistor T' als mit dem dem Flip-flop
direkt vorangehenden Teil der Schaltung, z.B. einem vorangehenden Flipflop, ein Ganzes bildend auszuführen.
Die Anwendung derartiger Mehrkollektorentransistoren mit einer zwei oder mehreren gesonderten Kollektoren gemeinsamen Basiszone
führt eine erhebliche Vereinfachung der integrierten Schaltung herbei, u.a. weil für einen Mehrkollektorentransistor mit z.B. drei Kollektoren
an der Halbleiteroberfläche viel weniger Raum benötigt wird als für drei gesonderten Transistoren. Ferner ist die Anzahl benötigter Anschlüsse
für einen Mehrkollektorentransistor wesentlich geringer als für eine äquivalente Anzahl gesonderter Transistoren, wodurch das Verdrahtungsrauster
bei Mehrkollektorentransistoren einfacher ist.
Das beschriebene Flip-flop ist eine besonders gedrängte integrierte Schaltung, was u.a. darauf zurückzuführen ist, dass der angewandte
Strominjektor sehr eng mit den einzustellenden Schaltungseleiaenten
verbunden ist. Für den Strominjektor werden ausser den verwendeten
Schaltungselementen nur eine einzige weitere Zone, und zwar die injizierende Schicht 20, und ein zusätzlicher gleichrichtenden Uebergang,
und zwar der pn-Uebergang 1Θ, benötigt. Die übrigen Schichten des Strominjektors
fallen mit den bereits für die Schaltungselemente selber be-
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benötigten Halbleiterschichten zusammen. Ferner können, wie in Fig. 1
dargestellt ist, die Anschlüsse 15 und 16 an der injizierenden Schicht 20 und der Zwischenschicht 21 des Strominjektors am Rande des Körpers 12
angebracht werden. Die Einstellströme werden mittels des Strominjektors im inneren des Körpers und nicht mittels eines Leiterbahnes zugeführt.
Uebrigens kann, wie in Fig. 2 mit dem Anschluss 16' schematisch dargestellt
ist, im vorliegenden Beispiel für den Anschluss der Zwischenschicht auch die dazu leichter zugängliche Oberflache 39 benutzt werden,
die auf der gegenüberliegenden Seite des Körpers der Oberfläche 11 gegenüber liegt..
Me Einfachheit und Gedrängtheit der integrierten Schaltung werden weiter dadurch erheblich gefördert, dass der Strominjektor nicht
nur die Einstellströme für die Basiszonen der Transistoren, sondern auch die für diese Transistoren benötigten Emitter-Kollektor-Hauptströme
liefert. So ist die Basiszone 5 über eine Leiterbahn 14 u.a. mit der
Kollektorzone 29 verbunden. Die Transistoren T_„ und Tj- bilden eine
glei-nstromgekoppelte Kaskade. Ist der Transistor T__ leitend, so fliesst
der vom Strominjektor der Zone 5 gelieferte Einstellstrom wenigstens zu einem wesentlichen Teil über die erwähnte Leiterbahn als Haupt- und
Speisestrom durch die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T . Auf diese Weise werden alle für das Flip-flop benötigten Einstellströme
mittels einer einzigen angeschlossenen Quelle 17 erhalten.
In diesem Zusammenhang sei weiter bemerkt, dass auch dank
der Tatsache, dass die Einstellströme von dem Strominjektor in Form von Strom zugeführt werden, die üblichen Belastungsimpedanzen in den Emitter-Kollektorkreisen
der Transistoren hier tiberflüssig sind. Auch dadurch wird im allgemeinen eine erhebliche Raumersparung erzielt.
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Ein anderer wichtiger Aspekt besteht darin, dass eine Vielzahl von Transistoren in die Schaltung aufgenommen sind, deren Emitter
direkt miteinander verbunden Bind. Diese miteinander verbundenen Emitter können als eine gemeinsame Emitterzone 21 ausgebildet werden, wobei die
für Transistoren an sich übliche doppeldiffundierte Dreischichtenstruktur
in umgekehrter Richtung benutzt wird. Die kleinste Zone wirkt als ein an der Oberfläche liegender Kollektor, die, auf die Oberfläche 11 gesehen,
völlig auf der Basiszone liegt und im Körper von der Basiszone umgeben
ist. Diese Basiszone ist eine Oberflächenzone, die rings um den
Kollektor an die Oberfläche 11 grenzt und die sich von dieser Oberfläche her in der zugleich als Emitter wirkenden Zwischenschicht 21 erstreckt.
An sich weist eine auf diese Weise verwendete Transistorstruktur einen niedrigen Stromverstärkungsfaktor β als der übliche nichtinvertierte
Transistor auf. Für viele Schaltungen ist dieser niedrigere Stromverstärkungsfaktor
β unbedenklich und führt die Anwendung einer gemeinsamen
Emitterzone in Verbindung mit einem Strominjektor zu einem sehr einfachen Aufbau der integrierten Schaltung, wobei u.a. kein Raum für Trennzonen
zur elektrischen Isolierung der Transistoren benötigt wird und die Herstellung beträchtlich einfacher wird. Ausserdem werden nachstehend noch
einige Massnahmen zur Steigerung des Stromverstärkungsfaktors /J der invertierten
Transistorstruktur angegeben.
Es wurde bereits erwähnt, dass das beschriebene Flipflop völlig mit einer einzigen angeschlossenen Quelle 17 betrieben wird.
Dies bedeutet u.a., dass beim Betrieb alle Spannungen in der Schaltung innerhalb des Bereiohes liegen, der durch den von der Quelle 17 an die
Anschlüsse 15 und 16 abgegebenen Potentialunterschied bestimmt wird.
Dieser Potentialunterschied steht in der Durchlassrichtung über dem pn-
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Uebergang 18 zwischen der injizierenden Schicht 20 und der Zwischenschicht
21. Die dadurch in die Zwischenschicht injizierten Ladungsträger, die in dieser Schicht Minoritätsladungsträger sind, können von einem den
gleichen Leitfähigkeitstyp wie die injizierende Schicht 20 aufweisenden
Gebiet, z.B. der Zone 5, gesammelt werdenf vorausgesetzt, dass der Abstand
zwischen der Schicht 20 und der Zone 5 nicht zu gross ist und in der Praxis in der Grössenordnung einer Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger in der Zwischenschicht liegt. Eine derartige Stromübertragung
von der injizierenden Schicht 20 auf die einzustellende Zone 5 kann stattfinden, wenn der Uebergang 19 zwischen der Zone 5 und der
Zwischenschicht 21 in der Sperrichtung vorgespannt ist, was z.B. dadurch bewirkt werden kann, dass die Zone 5 über eine Leiterbahn 14 mit einem
Punkt geeigneten Potentials verbunden wird. In der Schaltung muss dann eine zweite Spannungsquelle verwendet werden.
Bekanntlich braucht ein gleichrichtenden Uebergang nicht notwendigerweise in der Sperrichtung vorgespannt zu sein, um Ladungsträger
sammeln zu können. Die abgesaugten Ladungsträger können eine Potentialänderung der Zone 5 herbeiführen, wodurch auch über dem Uebergang
19 eine Spannung in der Durchlassrichtung auftritt. Jedenfalls wenn
diese Durchlasspannung genügend gross wird, tritt eine Injektion von Ladungsträgern über den Uebergang 19 auf, wodurch Über diesen Uebergang
ein Strom in einer Richtung fliesst, die der des durch die Sammlung von
Ladungsträgern über diesen Uebergang fliessenden Stromes entgegengesetzt
ist. Das Potential der Zone 5 wird sich derart einstellen, dass der Unterschied dieser beiden Ströme gleich dem zum Betreiben des Transistors
35»5»21 benötigten Basiseinstellstrom, gegebenenfalls zuzüglich des
über einen Anschluss an die Zone 5 abfliessenden Stromes, ist. In diesem
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stationären Zustand wird das Potential der Zone 5 im allgemeinen zwischen
den Potentialen der Anschlüsse 15 und 16 liegen.
Es leuchtet ein, dass, wenn der Uebergang 19 in der Sperrrichtung
betrieben wird, der Dreischichtentransistor 33,5,21 mit der Zone 33 als Emitter, der Zone 5 als Basis und der Schicht 21 als Kollektor
verwendet wird, wobei der Basiseinstellstrom völlig oder teilweise von dem Strominjektor geliefert wird. Auch wenn über dem tJebergang 19
eine Spannung in der Durchlassrichtung auftritt, kann die Schicht 21 als Kollektor der Dreischichtentransistor 33t5»21 benutzt werden, wenn nämlich
der Üebergang 40 zwischen der Zone 33 und der Zone 5 genügend weit
in der Durchlassrichtung vorgespannt wird. Es ist aber wichtiger, dass, wenn der Üebergang 19 in der Durchlassrichtung betrieben wird, die Zwischenschicht
21, wie im vorliegenden Beispiel, als Emitter des Transistors 21,5»33 dienen kann, was nachstehend näher erläutert wird.
In dem vorliegenden Beispiel mit dem lateral ausgeführten
Strominjektor 20,21,5 ist der gemeinsame Körper 12 ein η-leitender Halbleiterkörper,
der die Zwischenschicht des Strominjektors bildet, wobei die Zwischenschicht 21 ein niederohmiges η-leitendes Substrat 21a aufweist,
auf dem eine hochohmige η-leitende Oberflächenschicht 21b angebracht ist. Alle Halbleiterzonen der Schaltungselemente und des Strominjektors
grenzen an die von dem Substrat 21a abgekehrte Oberfläche 11 der Oberflächenschicht 21b. Die injizierende Schicht 20 und die Basiszonen
1-10 sind gleichzeitig und mit derselben Dotierungskonzentration als p-leitende Oberflächenzonen in der in diesem Falle epitaktischen
Oberflächenschicht 21b angebracht. Infolge dieser verhältnismässig
einfachen Herstellungstechnologie sind die Dotierungskonzentrationen und die Gradienten derselben in der Nähe der pn-Uebergänge 18 und
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19 einander praktisch gleich. Diese Gleichheit der beiden Uebergänge 18
und 19 scheint die Anwendung der Zwischenschicht 21 als Emitter des npn- '
Transistors 21,5*53 auszuschliessen. Der Uebergang 18 bildet ja den inji-
Il
zierenden Übergang des Strominjektors, wodurch an diesem Uebergang der
Strom in der Durchlassrichtung mit Rücksicht auf einen angemessenen Wirkungsgrad
möglichst aus Löchern bestehen muss, während aus demselben
It
Grunde am Uebergang 19» der den Emitter-Basis-Ubergang des Transistors
bildet, der Strom in der Durchlassrichtung möglichst aus Elektronen
bestehen mus.s. Mit anderen Wörtern da die epitaktische Schicht 21b die
Zwischenschicht des Strominjektors bildet, muss die Dotierungskonzentration niedrig sein, während für diese epitaktische Schicht als Emitter
des Transistors gerade eine hohe Dotierungskonzentration erwünscht ist.
Um nun die Zwischenschicht 21 des Strominjektors dennoch als Emitter des Transistors verwenden zu können, wird die Tatsache benutzt,
dass das Verhältnis zwischen dem Elektronen- und dem Löcherstrom bei einem injizierenden Uebergang nicht nur von den mit den Dotierungs-·
komantrationen und der Spannung über diesem Uebergang gegebenen Minoritätsladungskonzentrationen
zu beiden Seiten dieses Uebergangs abhängig ist, sondern eigentlich durch den Gradienten dieser Minoritätsladungsträgerkonzentrationen
bestimmt wird. Diese Konzentrationsgradienten sind u.a. von dem Vorhandensein eines kollektierenden Uebergangs, wie des
Basis-Kollektor-Uebergangs 40» und von dem Abstand dieses Uebergangs 40
von dem injizierenden Uebergang 19 abhängig. In der Nähe des kollektierenden
Uebergangs 40 ist, je nach der Vorspannung über diesem Uebergang,
die Minoritätsladungsträgerkonzentration in der Basiszone 5 infolge der absaugenden Wirkung dieses Uebergangs 40 gering. Wenn der Abstand
zwischen den Uebergängen 40 und 19 kleiner als eine oder einige
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Diffusionslängen der Minoritätsladungsträger in der Basiszone 5 ist,
ergibt die absaugende Wirkung des TJebergangs 40 eine Vergrößerung des
Gradienten der Minoritätsladungsträgerkonzentration. Dieser Effekt kann auch als eine Verkürzung der effekttiven Weglänge der Minoritätsladungsträger in der Basiszone 5 beschrieben werden. Durch passende Wahl der
Spannung über dem Uebergang 40 im Vergleich zu der über dem Uebergang
und/oder des Abstandes zwischen den Uebergängen 19 und 40 im Vergleich
zu dem zwischen den Uebergängen 18 und 19 kann somit erreicht werden»
dass der Vorwärtsstrom über dem Uebergang 18 grösstenteils aus Löchern
besteht, während der Vorwärtsstrom über dem Uebergang 19» trotz der für einen Emitter verhältnismassig niedrigen Dotierungskonzentration der
Schicht 21, grösstenteils aus Elektronen besteht. Die verkürzte effektive Weglänge der Elektronen in der Basiszone 5 muss kleiner als die der
Löcher in der Zwischenschicht 21 sein.
Wie bereits erwähnt wurde, ist das betreffende Flip-flop aus einer Anzahl von Nicht-Oder-Gattern (nor-gates) aufgebaut, die aus
einer Anzahl Transistoren bestehen, deren Emitter-Kollektor-Strecken zueinander parallel geschaltet sind. Fig. 4 zeigt eine derartige NichtOder-Gatter-Schaltung,
die aus zwei oder mehr Gattertransistoren T.Q, T..
... besteht. Den Gattertransistoren folgt ein Transistor T.p. Die Eingänge
A, B... der Gattertransistoren T Q, T.,.., werden durch die Basis-Elektroden
der Transistoren T. , T , ..., gebildet, während ihre Emitter Kollektor-Strecken von der Emitter-Basis-Strecke des Transistors T.o
überbrückt sind. Der Strominjektor ist schematisch mit Stromquellen I^o»
I und I.2 und den zugehörigen Polaritäten zwischen den Basen und den
Emittern bezeichnet. Der Transistor T _ führt nur Strom, (infolge der in
der Vorwärtsrichtung wirksamen Stromquelle I.p) wenn weder der Transis-
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tor T noch der Transistor T leitend ist, d.h. wenn sowohl der Eingang
A als auch der Eingang B Erdpotential oder wenigstens eine Spannung
in bezug auf den Emitter aufweisen, die niedriger als die innere Basisi:iingangsschwellwertspannüng
der Transistoren T _ bzw. T ist. Die Ströme eier quellen I.„ und I fliessen dann zu Erde ab und, weil der Transistor
T „ leitend ist, wird die Spannung an dessen Kollektor (Punkt I)) praktisch
auf Erdpotential abgenommen haben. Wenn an einem oder mehreren der Eingänge A und B die Baeis-Eingangsschwellwertspannung wohl überschritten
wird, wird der Strom der Quelle I.„ über den (die) dann leitenden Eingangstransistor(en)
abgeleitet werden, so dass für die Basis des Transistors T.„ zu wenig Strom übrigbleibt, um diesen Transistor stromführend
zu machen. Der Strominjektor liefert als die angegebene Stromquelle I.„
den Speisestrom für die Hauptstrombahn der Transistoren T Q, T ...,
während der Basis-Emitter-Ubergang des Transistors T „ die Belastungsimpedanz
dieser Transistoren bildet.
In vielen Schaltungen werden zwischen dem Punkt C und Erde mehr als zwei Gattertransistoren T und T? mit ihren Kollektor-:imitter-Strecken
eingeschaltet sein (fan-in), während zwischen diesen Punkten auch mehrere Transistoren mit ihren Basis-Emitter-Strecken eingeschaltet
sein werden (wie der Transistor T4?)· Die Punkte A bzw. B sind dann z.B.
mit den Ausgängen C vorangehender ähnlicher Torschaltungen verbunden,
während der Ausgang C der dargestellten Torschaltung zu mehreren Eingängen
A1 oder B1 auffolgender ähnlicher Torschaltungen führen wird.
Dabei ist der"fan-out" von dem Kollektor-Basisstromverstärkungsfaktor β
aer verwendeten Transistoren begrenzt.
Aus Obenstehendem geht hervor, dass in derartigen Schaltungin neben Transistoren, die leitend sind und deren Emitter-Basis-Spannung
oberhalb der Schwellwertspannung liegt, nichtleitende Transistoren vor-
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handen sind, deren Emitter-Basis-Strecke parktisch kurzgeschlossen ist.
Lies bedeutet, dass in der integrierten Schaltung der in Fig. 1 gezeigten Art leicht eine Streutransistorwirkung zwischen den unterschiedlichen
Basiszonen, z.B. den Basiszonen 4 und 5» auftreten kann, wenn der
Abstand zwischen diesen Zonen nicht zu gross ist. In diesem Zusammenhang
erstreckt sich zwischen den beiden einzustellenden Basiszonen 4 und 5 eine zu der Zwischenschicht 21 gehörige und somit ebenfalls n-leitende
Oberflächenzone 21c, die höher als die Basiszonen 4 und 5 dotiert ist.
Vorzugsweise erstreckt sich die Oberflächenzone 21c von der Oberfläche her mindestens bis auf die gleiche Tiefe im Körper wie die Basiszonen
4 und 5- Aus Raumersparungserwägungen grenzt diese höher dotierte Oberflächenzone
21c direkt an die elektrisch voneinander zu trennenden Basiszonen. Auch wenn diese η -leitende Zone 21c in einiger Entfernung von
den voneinander zu trennenden Basiszonen liegt, wird aber die etwaige parasitäre Transistorwirkung effektiv unterdrückt.
Im vorliegenden Beispiel befindet sich die Oberflächenzone 21c nicht nur zwischen den voneinander zu trennenden Basiszonen, sondern
ist jede der Basisaonen 1 - 10 an der Oberfläche 11 praktisch völlig von
einer Kombination aus einem Teil der injizierenden Schicht 20 und der
höher dotierten Zone 21c umgeben. Jede der Basiszonen ist auf drei Seiten
von einem U-förmigen Teil der Zone 21c umgeben. Aus dem Schnitt
nach Fig. 5 ist ersichtlich, dass an der Oberfläche 11 zu beiden Seiten
der injizierenden Schicht 20 zwischen dem Uebergang 18 und dem der Deutlichkeit
halber in Fig. 1 nicht dargestellten zwischen den niederohmigen U-förmigen Teilen der Zone 21c und dem angrenzenden hochohmigen
Teil 21b der Zwischenschicht gebildeten η -n-Uebergang 44 noch eine kleine Oeffnung vorhanden ist.
Durch diese Umschliessung wird erreicht, dass sich jede der
Basiszonen 1 - 10 in einem verhältnismässig kleinen η-leitenden Gebiet
erstreckt oder wenigstens an ein solches Gebiet grenzt, das, insofern
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es an η-leitendes Material grenzt, praktisch völlig zwischen dem η -η-Uebergang
44 und dem η -n-Uebergang 45 zwischen dem Substrat 21a und der
epitaktischen Schicht 21b eingeschlossen ist. Diese η -n-Uebergänge .
bilden eine Sperre für die in der epitaktischen Schicht 21b vorhandenen Löcher, wodurch die in einen derartigen umschlossenen Teil von der injizierenden
Schicht 20 oder der Basiszone 5 injizierten Löcher weniger leicht zu den weiter von den Uebergängen 18 und 19 entfernten Teilen der
η-leitenden Zwischenschicht 21 abfliessen. Diese Vergrösserung der effektiven
Weglänge von Löchern in dem an die Basiszone 5 grenzenden Teil
der epitaktischen Schicht 21b hat, gleich wie die vorerwähnte Verkürzung der effektiven Weglänge der Elektronen in der Basiszone, also auf der
anderen Seite des üebergangs 19t eine Erhöhung des Stromverstärkungsfaktors ß des Dreischichtentransistors 21,5,35 zur Folge. Im Zusammenhang
mit Obenstehendem ist das an die Basiszone 5 grenzende n-leitende
Gebiet 21b vorzugsweise möglichst vollständig umschlossen. Ferner ist dieses Gebiet 21b vorzugsweise möglichst klein, um auch den Verlust an
Minoj.itätsladungsträgern durch Rekombination zu beschränken. Vorzugsweise
reichen die Basiszonen und die injizierende Schicht 20 bis zu dem
η -leitenden Suustrat 20a, wenigstens bis zu einer η -leitenden Schicht.
Dies ergibt ausserdem den Vorteil, dass die Injektion der injizierenden
Schicht 20 im wesentlichen in seitlicher Richtung längs der Oberfläche stattfinden wird. Wenn die Dicke dieser Zonen geringer als die der Oberflächenschicht
21b ist, reicht die η -leitende Oberflächenzone 21c vorzugsweise bis zu oder bis in das Substrat 21a. Obwohl kleine Oeffnungen
in der Umschliessung einen verhältnismässig geringen ungünstigen Effekt
ergeben, grenzt die η -leitende Oberflächenzone an der Oberfläche 11 vorzugsweise
direkt an die injizierende Schicht 20. Das Vorhandensein der
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in Fig. 5 dargestellten Oeffnungen zu beiden Seiten der injizierenden
Schicht findet seinen Grund eher in der Weise der Herstellung der integrierten Schaltung als in dem beabsichtigten Effekt der Umschliessung.
Je nach der Heretellungsweiee könnei durch Oberflächenrekombination
herbeigeführte Verluste eine mehr oder weniger grosse Rolle spielen. Wenn die Eigenschaften der Halbleiteroberfläche 1,1 und des
üebergangs zwischen dieser Oberfläche und der Isolierschicht 13 derartig
sind, dass die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit verhältnismässig
gross ist, kann, wenn die einzustellende Zone z.B. gleichmäsßig dotiert
ist und z.B. einen Teil einer epitaktischen Schicht bildet, der Stromverstärkungsfaktor
eines Transistors dadurch erhöht werden, dass wenigstens in dem an die Halbleiteroberfläche grenzenden Teil der einzustellenden
Basiszone ein Gradient in der Dotierungskonzentration angebracht wird, wobei die Konzentration in einer Richtung quer zu der Halbleiteroberfläche
von der Oberfläche her abnimmt. Das sich ergebende Driftfeld verhindert dann, dass die Minoritätsladungsträger an die Oberfläche gelangen.
Wenn die Oberflächenzone 21c nicht direkt an die Basiszone grenzt, sondern das dazwischen liegende Gebiet 21b bis zu der Oberfläche
reicht, ist aus demselben Grunde ein entsprechender Konzentrationsgra«-" dient
in der an die Halbleiteroberfläche grenzenden Schicht des Gebietes 21b erwünscht. Ein derartiger Gradient in dem Gebiet 21b kann
z.B. einfach zugleich mit dem Anbringen der meistens diffundierten Kollektorzone 33 erhalten werden.
Die injizierende Schicht 20 weist die Form einer bandförmigen Oberflächenzone auf, längs deren zu beiden Seiten mehrere von
ihr getrennte einzustellende Basiszonen 1-10 nebeneinander liegen. Mit derselben injizierenden Schicht können auf diese Weise eine Viel-
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-33- PIN» 5476»
zahl einzustellender Zonen einen Einstellstrom empfangen. Der Reihenwiderstand
einer derartigen langgestreckten injizierenden Schicht 20 kann mit Hilfe einer ununterbrochenen oder unterbrochenen Leiterbahn 46
herabgesetzt werden.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausftihrungsform
der integrierten Schaltung nach der Erfindung. Der gemeinsame Körper 60 enthält einen Strominjektor mit fünf aufeinanderfolgenden
Sohiohten 61,o2a,63,62b,64, die durch gleichrichtende Ueberginge 65,66,
67 und 68 voneinander getrennt sind. Wie an Hand des vorangehenden Beispiels
bereits beschrieben wurde, kann die dritte Schicht 63 des Strominjektors durch Injektion von Ladungsträgern aus der injizierenden
Schicht 61 ein Potential annehmen, bei dem der Uebergang 66 und auch der
Uebergang 67 in der Durchlassrichtung polarisiert werden. Dies bedeutet,
dass die zweite oder Zwischenschicht 62a Ladungsträger in die dritte Schicht 63 injizieren kann, die von der vierten Schicht 62b kollektiert
werden können, und dass die dritte Schicht 63 ihrerseits Ladungsträger in die vierte Schicht 62b injizieren kann, die aus dieser vierten Schicht
wenn eine fünfte Schicht 64 vorhanden ist, von dieser Schicht über den
diese Schicht 64 begrenzenden Uebergang 68 kollektiert werden können. Im vorliegenden Beispiel bildet die fünfte Schicht 64 des Strominjektors
zugleich die einzustellende Basiszone eines Bipolartransistors, der z.B. durch die Schichten 69, 64 und 70 gebildet werden kann.
Die erwähnten Schichten des Strominjektora und des Transistors können z.B. in einer dünnen Halbleiterschicht angebracht sein, die
sich auf einem isolierenden Substrat befindet, wobei die fünf Schichten des Strominjektors sich z.B. über die ganze Dicke dieser Halbleiter-Bchicht
erstrecken. In dem dargestellten Beispiel bilden die Zwischen-
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schicht 62a und die vierte Schicht 62b in dem Körper ein ununterbrochenes
Gebiet vom gleichen Leitfähigkeitstyp. Die übrigen Teile dieses Gebietes
sind in Fig. 6 mit 62c - 62f bezeichnet. Dieses Gebiet gehört wenigstens ^rösstenteils zu einer epitaktischen Schicht 62 vom einen Leitfähigkeitstyp,
die auf einem Halbleitersubstrat 71 vom anderen Leitfähigkeitstyp angebracht ist, wobei das erwähnte (nachstehend als Insel bezeichnete)
Gebiet mit Hilfe von Trennzonen 72 vom anderen Leitfähigkeitstyp von den
übrigen Teilen der epitaktischen Schicht 62 getrennt ist. Die Insel besitzt
eine vergrabene Schicht 62f vom einen Leitfähigkeitstyp mit einer Dotierungskonzentration, die höher als die ursprüngliche Konzentration
der epitaktischen Schicht 62 ist. Diese vergrabene Schicht befindet sich an und in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der epitaktischen
Schicht. Die Schichten 61, 63 und 64 des Strominjektors sind Oberflächenzonen, die von der Oberfläche 73 bis zu der vergrabenen Schicht
62f reichen· Dadurch ist die Diffusionsspannung an denjenigen Teilen der
pn-Jebergänge zwischen der injizierenden Schicht 62 und der dritten
Schicht 63 einerseits und der Insel andererseits, die zu der Oberfläche
73 praktisch parallel sind, grosser als die der Teile 65, 66 und 67 dieser Uebergänge. Demzufolge wird die Injektion der Ladungsträger durch
die Schichten 61 und 63 vorzugsweise in seitlicher Richtung praktisch parallel zu der Oberfläche 73 erfolgen. Ausserdem sind die Schichten 62a
und 62b, in die die Ladungsträger injiziert werden, sehr klein, so dass, wie bereits beschrieben wurde, verhältnismSssig wenig injizierte Ladungsträger
in der Insel verloren gehen.
Auch in diesem Beispiel ist die Kombination eines Strominjektors und eines Schaltungselements möglichst umschlossen, um das
Abfliessen von Minoritätsladungsträgern in seitlicher Richtung zu be-
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r:chränken. An die injizierende Schicht grenzt eine niederohmige Zone 62e,
die zu der Insel gehört. Die Zone 62e dient dazu, die Injektion von Ladungsträgern durch die injizierende Schicht in seitlicher Richtung auf
der von der einzustellenden Zone abgekehrten Seite der injizierenden Schicht durch Erhöhung der Diffusionsspannung zu beschränken. Die Zone
62e dient zugleich als Kontaktzone für den Anschluss 74 der einen Klemme einer äusseren Quelle 75 an die Zwischenschicht 62a des Strominjektors.
Die gewünschte Umschliessung der einzustellenden Basiszone
64 ist in diesem Falle mit Hilfe einer wenigstens teilweise in den' Körper
60 versenkten Isolierschicht 76 erhalten, die sich von der Oberfläche 73
her in der Halbleiterschicht 62, in der sich die einzustellenden Zonen befinden, erstreckt. In diesem Beispiel erstreckt sich die Isolierschicht
76 nur über einen Teil der Dicke der Schicht 62. Diese versenkte
Isolierschicht 76 umschliesst die Basiszone 64 grösstenteils und
schliesst sich möglichst der dritten Schicht 63» der injizierenden
Schicht 61 oder der Zone 62e an, je nachdem mittels der dritten Schicht 6 3 ι i/oder der injizierenden Schicht 61 mehreren nebeneinander liegenden
einzustellenden Zonen gleichzeitig oder lediglich der Basiszone 64 ein Jüinstellstrom zugeführt wird.
Die injizierende Schicht 61 ist mit einem schematisch dargestellten
Anschluss 77 für die andere Klemme der Quelle 75 versehen. Ferner ist der dargestellte Strominjektor mit Mitteln zur Steuerung oder
Einstellung des von der einzustellenden Basiszone 64 zu empfangenden
Einstellstroms versehen. Eine derartige Steuerung lässt sich z.B. mit Hilfe einer auf der Isolierschicht 78 oberhalb der Zwischenschicht 62a
und/oder der vierten Schicht 62b anzubringenden isolierten Elektrode erhalten,
deren Potential die Rekombination der Minoritätsladungsträger
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an der Oberfläche dieser Schichten beeinflusst. In dem vorliegenden Beispiel
ist eine andere Möglichkeit zur Steuerung des Einstellstroms angewandt,
und zwar eine Steuerung, bei der der Strom der dritten Schicht 63 des Strominjektors entzogen wird. Diese dritte Schicht 63 ist zu diesem
Zweck mit einem leitenden Anschluss 79 versehen. Wenn die dritte Schicht z.B. über diesen Anschluss mit der vierten Schicht 62b oder der Zwischenschicht
62a kurzgeschlossen wird, wird die Spannung über den Uebergängen
66 und 67 derart gering sein, dass die dritte Schicht 63 wohl sammelt,
aber dass keine oder nahezu keine Injektion aus der dritten Schicht auftritt, so dass die Basiszone 64 keinen Einstellstrom empfängt. Eine derartige
Situation, in der ein oder mehrere Schaltungselemente der Schaltung keinen Einstellstrom von dem Strominjektor empfangen, kann dauernd
erwünscht sein, in welchem Falle der Uebergang 66 und/oder der Uebergang
67 einfach an der Oberfläche 73 mittels einer leitenden Schicht kurzgeschlossen werden können. Der Einstellstrom für die Basiszone 64 kann
aber auch zeitweilig ein-oder ausgeschaltet werden, wenn z.B. zwischen den Anschlüssen 79 und 74 ein elektronischer Schalter angebracht wird.
Ein derartiger Schalter ist in Fig. 6 schematisch mit dem Transistor 80 angegeben, dessen Basis 81 z.B. von einem weiteren Teil der Schaltung gesteuert
werden kann und der sich einfach in dem Körper 60 integrierenlässt. Ueber den Transistor 80 kann selbstverständlich auch nur ein Teil
des durch den Strominjektor fliessenden, als Einstellstrom verfügbaren Stromes abgeführt werden.
Die obenerwähnte Insel, die die Schichten des Strominjektors
enthält, kann eine einer Anzahl Transistoren gemeinsame Emitterzone bil4
den. Der dargestellte Transistor ist dann ein Mehrkollektorentransistor mit zwei Kollektoren 69 und 70. Die injizierende Schicht 61 ist z.B.
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bandförmig geschaltet, wobei längs dieser bandförmigen Oberflächenzone
mehrere in dem gezeigten Schnitt nicht sichtbare Basiszonen nebeneinander
angeordnet sind. Eine oder mehrere dieser Basiszonen können mit der injizierenden
Schicht 61 und der durch die Insel gebildeten Zwischenschicht, welche Schichten gemeinsam sind, z.B. einen Dreischichtenstrominjektor
bilden. Eine oder mehrere andere Basiszonen, unter denen die Zone 64»
bilden einen Teil eines Ftinfschiehtenstrominjektors, indem sich zwischen
aer gemeinsamen injizierenden Schicht 61 und den betreffenden Basiszonen die Schicht 63 erstreckt. Die Schicht 63 kann diesen einzustellenden
Basiszonen gemeinsam sein,.aber kann auch aus gesonderten voneinander
getrennten Teilen bestehen, sodass der Einstellstrom für jede dieser
Basiszonen gesondert gesteuert werden kann.
Ausser der gezeigten Insel, in der der Strominjektor und ein oder mehrere Transistoren angebracht sind, kann die integrierte
Schaltung noch andere gegeneinander isolierte Inseln enthalten, in denen auf entsprechende Weise Schaltungselemente angebracht sind. Auch können
sich in einer oder mehreren Inseln Schaltungselemente befinden, die auf übliche Weise und ohne Anwendung eines Strominjektors Einstellstrom empfangen.
Ein grosser Vorteil der beschriebenen Torschaltung nach der Erfindung ist der, dass sie mit sehr niedrigen Strömen und Spannungen
und somit mit geringer Verlustleistung betrieben werden kann. Die geringe Grosse dieser logischen Signalspannungen und/oder -Ströme bedeutet aber,
dass bei Kombination mit logischen Schaltungen anderer Art, z.B. TTL- oder MOST-Schaltungen, zu einem grösseren Ganzen die Signalgrösse angepasst
werden muss. Eine derartige Anpassung kann besonders einfach mit Hilfe eines Umkehrtransistors oder eines als Emitterfolger geschalteten
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Transistors erzielt werden. So kann z.B. der Transistor T in Fig. 3
ein zusätzlicher Umkehrtransistor sein, dessen Kollektor z.B. über einen Widerstand mit einem Punkt verhältnismässig hohen positiven Potentials
verbunden ist. Die Spannungsänderungen an dem Ausgang Q können dann erheblich grosser als die an dem eigentlichen Ausgang des Flip-flops, dem
Kollektor des Transistors T , sein. Der durch die Schichten 21, 10 und 37 gebildete Transistor T^7 kann auch mit der Oberflächenzone 37 als
Emitter und der Schicht 21 als Kollektor verwendet werden. In diesem Falle bildet dieser Transistor einen Emitterfolger. Die Emitterzone 37
kann z.B. über einen Widerstand zu einem Punkt verhältnismässig hohen negativen Potentials führen. Ein derartiger am Ausgang der Schaltung zu
verwendender Emitterfolger ist in Fig. 7 durch den mit der Ausgangsklemme
U verbundenen Transistor T„„ dargestellt. Der Transistor T„. ist z.B.
einer der Transistoren einer Torschaltung oder ein hinzugefügter Umkehrtransistor,
je nach dem gewünschten Ausgangssignal. In diesem Beispiel
wird das logische Signal geringer Grosse nicht unmittelbar, sondern über
die Emitter-Kollektor-Strecke eines komplementären Transistors T„? der
Basis des Ausgangstransistors T zugeführt, wodurch mehr Spannung aufgenommen
werden kann und die Gefahr von Durchschlag geringer ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das Ausgangssignal dem Kollektor
99 des Transistors T entnommen wird, in welchem Falle der Transistor
T weggelassen werden kann.
Fig. θ zeigt, wie die Schaltung nach Fig. 7 in die integrierte
Schaltung nach der Erfindung aufgenommen werden kann. Der gemeinsame Körper weist ein niederohmiges η-leitendes Halbleitersubstrat
mit einer hochohmigen η-leitenden Oberflächenschicht 91 auf, in der eine
Anzahl p-leitender Oberflächenzonen angebracht sind, die bis zu der
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Grenzfläche zwischen dem Substrat 90 und der Oberflächenschicht 91
reichen. Der körper ist mit einem Strominjektor mit einer p-leitenden
injizierenden Schicht 92» einer η-leitenden durch das Substrat 90 und
die Oberflächenschicht 91 gebildeten Zwischenschicht und zwei p-leitenden
einzustellenden Zonen, und zwar der Emitterzone 93 des Transistors
I' und der Basiszone 94 des Transistors T71, versehen. Dieser Strominjektor
ist in Fig. 7 durch die beiden Stromquellen I71 und I75 dargestellt.
Der η-leitende Körper bildet zugleich den Emitter des Transistors
T71, die Basis des Transistors T79 und den Kollektor des Transistors
T70. Ferner weist der Transistor T einen Anschluss 95 an die
Basiszone 94 und eine η-leitende Kollektorzone 96 auf, die über eine auf
der Isolierschicht 96 liegende Leiterbahn 98 mit dem Emitter des Transis- '
tors T7? verbunden ist. Der Kollektor des Transistors T wird durch die
p-leitende Zone 99 gebildet, die zugleich die Basiszone des Transistors
T7n ist. Der Transistor T7 enthält ferner noch eine mit der Ausgangsklemme
U verbundene η-leitende Emitterzone 100. An die p-leitenden Zonen 94 und 99 grenzen hochdotierte η-leitende Zonen 101 zur Einschränkung
des vorerwähnten Ladungsverlustes.
Die injizierende Schicht 92 und die Zwischenschicht 90,
des Strominjektors sind mit einer Quelle 102 verbunden. Der Strominjektor liefert einerseits den Basiseinstellstrom für den Transistor T7.
und andererseits den Haupt- oder Speisestrom für die Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors T über den Körper oder den Haupt- oder Speisestrom
für die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T71 über die
Bahn 98. Wenn der Transistor T71 leitend ist, sind die Transistoren T7
und T70 nicht leitend, was bei dem letzteren Transistor darauf zurückzu-
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-40- PHN. 5476.
führen ist, dass infolge des nichtleitenden Zustandes des Transistors T7
kein Basisstrom vefügbar ist. Die Spannung an der Klemme U ist dann
praktisch gleich -V. Venn der Transistor T nichtleitend ist, flieset
der Strom von der Stromquelle I72 über den Transistor T72 als Basisstrom
zu dem Transistor T70. Der Transistor T70 ist leitend und die Spannung
an der Klemme U ist praktisch gleich fiull oder wenigstens klein im Vergleich
zu der Spannung -V.
Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform einer integrierten
Schaltung mit komplementären Transistoren. Der Halbleiterkörper enthält ein Substrat 105 und eine epitaktische Schicht 106. In der epitaktischen
Schicht befindet sich eine Oberflächenzone I07 vom entgegengesetzten
Leitfähigkeitstyp, die zugleich die Basiszone eines vertikalen Transistors und den Emitter eines lateralen komplementären Transistors bildet.
Der vertikale Transistor enthält einen Emitter 105,106, eine Basis 107
und einen Kollektor 108, welcher Kollektor in diesem Falle durch eine
metallhaltige Schicht, z.B. eine Aluminiumschicht, gebildet wird, die auf der Basiszone angebracht ist und mit dieser Basiszone einen Schottky-
Uebergang bildet. Im Zusammenhang mit der Bildung dieses Schottky-Ubergangs
ist die Oberflächenkonzentration der Dotierung in der Basiszone in diesem Falle kleiner als 10 bis 10 Atome/cm3. Der Schottky-Uebergang
1U9 bildet den Kollektor-Basis-Uebergang des Transistors. Der laterale
Transistor enthält eine Emitterzone IO7» eine Basiszone 1O5»1O6 und eine
Kollektorzone 110. Die Zonen 107 und 110 sind zwei einzustellende Zonen, die zusammen mit der durch den Körper 105.106 gebildeten Zwischenschicht
und der injizierenden Schicht 111 einen Dreischichtenstrominjbktor bilden.
Die beiden letzteren Schichten sind mit einer Quelle 112 zum Zuführen eines Einstellstroms verbunden. Zwischen den Kollektoren 108 und 110
ist eine schematisch angegebene Verbindung 113 hergestellt, während
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-41- '· . PHN. 5476.
die Zone 1U7 mit einem Anschluss b versehen ist.
Das elektrische Ersatzschaltbild dieser integrierten Schaltung
ist in Fig; 10 dargestellt, wobei der vertikale Transistor 106,107, 106 mit T und der laterale Transistor 107,106,110 mit T bezeichnet
ist. Der Strominjektor ist hier auch durch zwei Stromquellen Iqf) und Iq.
dargestellt.
Der vom Strominjektor der Basis des Transistors Tq_ zugei'Uhrte
Strom wird diesen Transistor in den leitenden Zustand bringen. Infolgedessen wird der von dem Strominjektor über den Körper der Kollektorzone
des Transistors Tqi zugeführte Strom im wesentlichen von dieser '
Kollektorzone aus über die Verbindung 113 durch die Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistors T „ fliessen. Dadurch fällt die Spannung am
Kollektor des Transistors T unter die Spannung an der Elektrode b des
Transistors T _ ab, wodurch über den lateralen Translator Tq. ein Strom
zu fliessen anfängt, der dem von dem Strominjektor der Basiszone 107 zugeführten Einstellstrom entzogen wird. Endgültig wird dabei ein Zustand
erreicht, in dem nur noch ein geringer Bruchteil des der Zone zugeführten Einstellstroms als Basisstrom durch den Transistor T
flieset, und zwar ein derart geringer Teil, dass dieser Transistor in seinem linearen Arbeitsbereich betrieben wird. Bei einer derartigen
Einstellung erfolgt nur eine Ladungsspeicherung (storage), die gerade genügend ist, um den Transistor in seinem stark leitenden Zustand zu
betreiben.
Auch andere lineare Schaltungen lassen sich auf einfache Weise erhalten. Ein Beispiel ist ein linearer Verstärker, dessen Ersatzschaltbild
in Fig. 11 dargestellt ist. Dieser Verstärker enthält drei Transistoren T.. , T... und T112* Der Kollektor ο des ereten Transistors
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-42- PHN. 5476.
ist mit der Basis b des zweiten Transistors, dessen Kollektor mit der
Basis des dritten Transistors und schliesslich der Kollektor des dritten Transistors über einen für Gleichstrom durchlässigen einen Lautsprecher
oder ein Telephon L und ein Mikrophon M enthaltenden Kreis mit der Basis
des ersten Transistors verbunden. Der Kondensator G dient zur Unterdrückung von Wechselstromgegenkopplung. Durch die Gleichstromgegenkopplung
über den erwähnten für Gleichstrom durchlässigen Kreis wird wieder, wie an Hand der Figuren 9 und 10 beschrieben ist, nur noch ein derartiger
Teil des Basisstroms für jeden der Transistoren zur Verfügung kommen (wobei der verbleibende Teil des Stromes der Quellen I..„, I111 und I119
über den Kollektor-Emitter-Kreis des vorangehenden Transistors in der
Kaskade fliesst), dass diese Transistoren in ihrem linearen Arbeitsbereich eingestellt werden. Auf diese Weise wird ein besonders einfacher
Verstärker z.B. für Hörgeräte erhalten.
In den integrierten Schaltungen können die Basiszonen der
Transistoren Tn T und T. o auf die an Hand der Fig. 1 bereits beil
U , 1ΊΊ lic.
schriebene Weise nebeneinander an einer bandförmigen injizierenden Schicht
entlang angebracht werden. Sine andere Möglichkeit besteht darin, dass
statt eines lateralen Strominjektors ein vertikal ausgeführter Strominjektor verwendet wird.
Das Prinzip einer derartigen Ausführung zeigt Fig. 12. Die integrierte Schaltung besitzt eine Halbleiterschicht 180, z.B. eine
η-leitende Schicht, die z.B. einen Teil eines Substrats der Schaltung bilden kann. Auf einer Seite dieser Schicht befindet sich ein injizierender
Kontakt in Form der p-leitenden Schicht 181. Zwischen der Schicht 160 und dem injizierenden Kontakt 181 ist eine Quelle 182 angeschlossen,
mit der der gleiohriohtende Uebergang zwischen der Schicht und dem Kon-
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takt in der Durchlassrichtung vorgespannt wird. Die infolgedessen in die
Schicht 180 injizierten Ladungsträger, in diesem Falle Löcher, können, vorausgesetzt, dass die Dicke der Schicht nicht zu gross ist und z.B.
nicht mehr als eine Diffusionslänge beträgt, die dem injizierenden Kontakt gegenüber auf der anderen Seite der Schicht 180 liegende p-leitende
Schicht 183 erreichen, Die Schicht 183 nimmt dadurch ein positives Potential in bezug auf die η-leitende Schicht 180 an. Auf diese "Weise ist auf
der gegenüberlxegenden Seite der Schicht 180 eine Energiequelle erhalten, die Strom liefern kann und die mit einem oder mehreren Schaltungselementen,
z.B. dem Schaltungselement 184» verbunden werden kann. Diese Verbindung kann über einen Leiter 185 oder über eine innere, im Halbleiter-*
körper liegende Verbindung erhalten werden.
Wenn ferner eine Verbindung zwischen dem Schaltungselement 184 und der Schicht 180 angebracht wird, kann der von dem Strominjektor
gelieferte Strom, z.B. als Speisestrom9 4?.s Schaltungselement durchfliessen.
Eine derartige Verbindung kann wieder über einen Leiter oder z.B. auch dadurch erhalten werden, dass die Schicht 180 selber einen
Teil des Schaltungselements 184 bildet. Z.B. ist das Schaltungselement
ein Transistor, dessen Emitter durch die Schicht 180 gebildet wird. Der Transistor enthält ferner die schematisch dargestellte Basiszone 186
und die Kollektorzone 187· Auch kann die Schicht 180 eine einer Anzahl
Transistoren in geerdeter Emitterschaltung gemeinsame Emitterzone sein.
Dadurch, dass der Basiszone 186 gegenüber ein in der Figur gestrichelt dargestellter zweiter injizierender Kontakt 188 angebracht
wird, wird ein zweiter Strominjektor 188,180,186 erhalten, der den benötigten Basiseinstellstrom liefern kann. Auf diese Weise wird der ganze
Einstellstrom für den Transistor mit Hilfe derselben äusseren Quelle
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über Strominjektoren zugeführt, wobei für diese Stromzuführung auf der
Seite der Schicht, auf der sich die Schaltungselemente befinden, praktisch keine Verdrahtung benötigt wird. Ausserdem kann die Schicht 180
geerdet sein, wobei der Einstellstrom durch die geerdete Schicht 180 hindurch
dem Schaltungselement zugeführt wird.
Auch an Hand einiger der nachstehenden Beispiele wird das in Fig. 12 gezeigte Prinzip noch näher beschrieben und erläutert.
Wie bereits erwähnt wurde, kann bei Integration der Schaltung nach Fig. 11 ein vertikaler Strominjektor Anwendung finden. Die
integrierte Schaltung kann dann die Form nach Fig. 13 aufweisen.
Auch in diesem Falle sind die Transistoren nebeneinander
auf einer Seite 120 eines gemeinsamen Körpers 121 angebracht. Halbleiterzonen dieser Transistoren sind mit einem Muster von Leiterbahnen 122,123
und 124 verbunden. Dieses Huster weist einen Eingang für elektrische
Signale auf, und zwar die Bahn 122, über die die von dem Mikrophon M
herrührenden Eingangssignale der Basis 125 des ersten Transistors zugeführt
werden. Ferner weist das Muster einen Ausgang auf, und zwar die üahn 124, über die die verstärkten Ausgangssignale von dem dritten
Transistor zu dem Lautsprecher L geführt werden. Die Bahnen 123 verbinden
eine Kollektorzone 12b mit der Basiszone 125 des auffolgenden Transistors.
Die Transistoren enthalten ferner eine gemeinsame Emitterzone, die durch eine epitaktische Schicht 127 vom einen Leitfähigkeitstyp
die auf einem Substrat 128 vom anderen Leitfähigkeitstyp angebracht ist, gebildet wird.
Der Körper 121 weist einen Strominjektor auf, dessen injizierende Schicht, die durch das Substrat 128 gebildet wird, an die der
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120 gegenüberliegende Seite 129 des Körpers grenzt und von dem
eine durch zwei f-;leichrichtende Uebergänge 130 und 131 von der injiziere»
üen Schicht 128 und dem mit dieser verbundenen Quellenanschluss 132 der
Quelle 133 getrennte Schicht 125 sich der injizierenden Schicht 128
,Tegenüber auf der Seite 120 erstreckt, wobei diese gegenüberliegende
Schicht 125 über einen diese Schicht begrenzenden Uebergang 131 Ladungsträger
aus einer angrenzenden Schicht 127 des Strominjektors absaugt und auf diese Weise Strom empfängt, der als Einstellstrom für die Basis
des Transistors und gegebenenfalls für den mit dieser verbundenen Kollektor des vorangehenden Transistors dient. Die epitaktische Schicht 127»
die zugleich die gemeinsame Emitterzone der Transistoren und die Zwischen schicht des Strominjektors bildet, ist mit einem Quellenanschluss 134
für die andere Klemme der Quelle 133 versehen.
In diesem Beispiel ist die Zwischenschicht 127 des Strominjektors
als Bezugspotentialfläche für die Verstärkerschaltung ausgebildet. Diese Fläche, die an ein Bezugspotential, z.B. an Erde, gelegt
werden kann, trennt alle von dem Strominjektor einen Einstellstrom empfangenden
Zonen 125 eier auf der Seite 120 liegenden Transistoren von der
auf der gegenüberliegenden Seite 129 befindlichen injizierenden Schicht 128. Auf diese Weise wird eine elektrische Abschirmung erhalten, wobei
der benötigte Einstellstrom durch die meistens geerdete Schicht 127 hindurch direkt der betreffenden einzustellenden Zone zugeführt wird.
Die Zwischenschicht 127 weist höher dotierte Teilzonen vom gleichen Leitfähigkeitstyp auf, die durch eine vergrabene Schicht 135
und eine vorstehende von der Oberfläche 120 bis zu der vergrabene Schicht 135 reichende Wand 136 gebildet werden. Diese vorstehende Wand 136 kann
auch völlig oder teilweise durch eine versenkte Isolierschicht gebildet werden.
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Diese Teilzonen und namentlich die Teile 136 dienen zur
Unterdrückung der parasitären Transistorwirkung zwischen den nebeneinander liegenden Basiszonen 125. Ausserdem werden diese Teile 136 in
diesem ^aIIe zur Begrenzung der gesonderten Basiszonen 125 verwendet,
die durch je voneinander durch Teile 136 getrennte Teile einer epitaktischen
Schicht 137 vom anderen Leitfähigkeitstyp gebildet werden, welche
Schicht auf der epitaktischen Schicht 127 vom einen Leitfähigkeitstyp angebracht ist. Ferner bilden die Teile 136 zusammen mit den vergrabenen
Schichten 135 eine Umschliessung der einzustellenden Zonen 125, damit
die aus diesen Zonen 125 in die Zwischenschicht 127 injizierten Minoritätsladunsgträger
möglichst in die hochohmige Gebiete der Zwischenschicht 127 eingeschlossen werden und so die verlangte Vergrösserung der
effektiven Weglänge dieser Ladungsträger erhalten wird. Auf diese Weise trennen die Teilzonen 135»136 die Transistoren voneinander und von dem
Substrat 128. Obgleich dies nicht notwendig ist, sind vorzugsweise in diesen Abtrennungen kleine Oeffnungen vorgesehen, die sich in diesem
Beispiel an der Stelle der Teile 130a und 130b des Uebergangs 130 befinden.
Diese Teile 130a und 130b des Uebergangs I30 weisen dann eine
niedrigere Diffusionsspannung als der übrige Teil des Uebergangs 130
auf, so dass die Injektion von Ladungsträgern aus der injizierenden
Schicht 128 in die Zwischenschicht 127 im wesentlichen über diese Teile 130a und 130b stattfindet, wobei die Injektion in umgekehrter Richtung
aus der Zwischenschicht 127 in die injizierende Schicht 128 wegen der verhältnisraä3sig niedrigen Dotierung der Zwischenschicht an der betreffenden
Stelle verhältnismässig gering ist.
Mit der Grosse der Oberfläche der Teile 130a und 130b der
Struktur 150 kann das Verhältnis zwischen den den verschiedenen Basis-
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zonen 125 zugeführten Einstellströmen beeinflusst werden. So ist in
diesem Beispiel die Oberfläche des Teiles 130a grosser als die des
Teiles 130b, wodurch die Stromquelle I110 in Fig. 11, die den Speisestrom
für den Ausgangstransistor T.. liefert, mehr Strom als die Quellen
I111 und I112 liefert.
Ein einfaches Verfahren zur (gegebenenfalls automatischen) Verstärkungsregelung kann z.B. durch Anwendung zweier Kollektoren erhalten
werden, wie dies bei dem Transistor nach Fig. 6 der Fall ist. Wenn einer dieser Kollektoren über einen regelbaren Widerstand (z.B. den
Innenwiderstand eines Transistors ) mit Erde verbunden wird, wird der Signalstrom zu dem anderen Kollektor von diesem Widerstand abhängig
werden, so dass er sich leicht - erwünschtenfalls automatisch - regeln
lässt.
In der Ausführungsform nach den Figuren 14 und 15 weist die injizierende Schicht die Form einer gitterförmigen Oberflächenzone
140 auf, die an die Seite 14I des Körpers 142 grenzt. In den an der Oberfläche
141 von der gitterförmigen Oberflächenzone vom einen Leitfähigkeitstyp
140 umgebenen Teilen 143a des Gebietes 143 vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp befinden sich einzustellende Zonen 144» die die
Basiszonen von Dreischichtentransistoren 143»144»145 bilden.
Das Gebiet 143» das die Zwischenschicht des Strominjektors
bildet, enthält ein niederohmiges Substrat und eine in Teile 143a und 143c unterteilte hochohmige Oberflächenschicht. Diese Unterteilung
wird mit Hilfe der gitterförmigen injizierenden Schicht I40 erhalten, die
von der Oberfläche I4I bis zu oder bis in das Substrat 143t>
reicht. In den hochohmigen Teilen 143a und 143c können, wie angegeben ist, Transistoren
oder auch andere Schaltungselemente angebracht werden. Ferner
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können diese Teile verschieden gross sein und können in einem oder
mehreren Teilen mehrere Schaltungselemente nebeneinander angebracht werden.
Die Anwendung einer gitterförmigen Oberflächenzone I40
als injizierende Schicht des Strominjektors ergibt u.a. den Vorteil, dass der Reihenwiderstand in einer derartigen Zone niedrig sein kann. Aus
demselben Grunde kann für die injizierende Schicht eine grössere Eindringtiefe
und/oder eine höhere Dotierungskonzentration als für die Basiszonen 144 angewendet werden. Die höchstzulässige Dotierungskonzentration
der Basiszonen 144 ist nämlich beschränkt, u.a. dadurch, dass in diesen Zonen meistens noch Zonen 145 vom entgegengesetzten Leitfähig^
keitstyp angebracht werden müssen.
Zwischen der injizierenden Schicht I40 und der Zwischenschicht
143 des Strominjektors kann eine Gleichstromquelle I46 angeschlossen
werden. Sowohl für dieses Beispiel als auch für die anderen Beispiele gilt, dass eine derartige Quelle erwünschtenfalls von einer
Kapazität 147 überbrückt yer.^ti kann, um die Anschlüsse 14Θ und 149 für
Wechselspannung kurzzuschliessen.
Eine weitere Ausführungsform der integrierten Schaltung nach der Erfindung enthält einen oder mehrere Dreischichtentransistoren
150, 151, 152a,b, wie in den Figuren 16 und 17 dargestellt. In der Basiszone
151, die z.B. p-leitend ist, erstreckt sich ausser der n-leitenden
Emitter- oder Kollektorzone I50 noch eine η-leitende Zone 153» die ihrerseits
eine wei'tere p-leitende Oberflächenzone 154 umgibt. Diese Zonen
153 und 154 bilden die Zwischenschicht bzw. die injizierende Schicht
des Strominjektors. Ferner sind in Fig. 16 mit gestrichelten Linien Oeffnungen in der auf der Halbleiteroberfläche liegenden Isolierschicht
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158 angegeben, über die die Zonen 150, 151, 153 und 154 zum elektrischen
Anschluss mit Leiterbahnen verbunden werden. Die injizierende Schicht 154 und die Zwischenschicht 153 des Strominjektors werden mit den in
Fig. 17 schematisch dargestellten Anschlüssen 155 bzw» 156 zum Anschliessen
einer Quelle 157 versehen. Me vorliegende Ausführungsform ist besonders
geeignet, wenn nur eines oder einige der Schaltungselemente einer Schaltung einen Einstellstrom von einem Strominjektor zu empfangen
brauchen. Me Zwischenschicht 153 kann auch direkt mit dem Gebiet 152a,b
des Transistors verbunden werden, z.B. dadurch, dass die Zwischenschicht 153 an der Halbleiteroberfläche bis zu oder bis in die niederohmige Zone
152a reicht. Dadurch wird Baum erspart, während ausserdem der Anschluss 156 dann erwünschtenfalls auf der Unterseite des Substrats 152b angebracht
werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Schaltungselemente an einer Oberfläche 167 eines gemeinsamen Körpers angebracht,
der durch ein niederohmiges η-leitendes Substrat I60 gebildet wird, auf
dem eine niedriger dotierte η-leitende epitaktische Schicht Ιό! angebracht
ist (Fig. 18). In der epitaktischen Schicht sind eine Anzahl durch in der Halbleitertechnik übliche Verfahren mit Hilfe p-leitender
Gebiete 162 gegeneinander isolierter Schaltungselemente angebracht, von denen in der Figur der Einfachheit halber nur eines dargestellt ist, und
zwar der npn-Transistor 163,164»165·
Der η-leitende Körper 160,I6i, der eine Erdungsflache für
die integrierte Schaltung bildet, bildet zugleich die injizierende Schicht eines Strominjektors, der ferner noch eine p-leitend© Zwischenschicht
166 und eine an die Oberfläche I67 grenzende η-leitende dritte
Schicht 168 enthält.
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Die injizierende Schicht 16O,161 und die Zwischenschicht
166 sind mit einem Anschluss 169 bzw. I70 zum Anschliessen der Quelle
versehen. Ferner grenzt die injizierende Schicht 16O,161 an die der Seite
167 gegenüberliegende Seite 172 des Körpers und ist die dritte Schicht
168 des Strominjektors, die durch zwei pn-Uebergänge 173 und 174 von der
injizierenden Schicht getrennt ist, auf der Seite 167 und der injizierenden
Schicht 160,161 gegenüber angeordnet. Die gegenüberliegende dritte Schicht 168 des Strominjektors kollektiert über den Uebergang 173 Ladungsträger
aus der angrenzenden Zwischenschicht 166 des Strominjektors und empfängt so einen Stroi$ der als Einstellstrom für die Emitter I63
des Transistors 163,164,165 dient, der über eine Leiterbahn 175 mi"& der
gegenüberliegenden Schicht 168 des Strominjektors verbunden ist. üs dürfte
einleuchten, dass übei· die Leiterbahn 175 einfach auch mehrere einzustellende
Zonen von Schaltungselementen gleichzeitig mit der gegenüberliegenden Schicht 168 des Strominjektors verbunden werden können.
Ueber einen Anschluss I76 können elektrische Signale der
Basis 164 des Transistors zugeführt oder von dieser Basis abgeführt werden, während der Kollektor I65 über einen Anschluss 177 z.B. mittels
einer Impedanz 178 mit einem Punkt positiver Spannung +V verbunden sein
kann.
Die zuletzt beschriebene Ausführungsform ist besonders gut für Anwendungen geeignet, bei denen einem oder einigen Schaltungselementen, die z.B. in der Mitte einer grossen integrierten Schaltung
liegen, ein Einstellstrom zugeführt werden muss. Der benötigte Einstellstrom
kann örtlich mittels eines Strominjektors, der nur einen kleinen zusätzlichen Raum beansprucht, aus der Erdungsfläche der Schaltung zu der
Oberfläche geführt und über das Muster von Leiterbahnen zu den benachbarten
einzustellenden Zonen der betreffenden Schaltungselemente be fördert werden. Diese Zuführung eine· Einstellstroms erfordert keine
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Y/iderstände, während dennoch den einzustellenden Zonen kein festes
Potential aufgeprägt wird, so dass diese Zonen z.B» einen elektrischen
Signalstrom oder eine elektrische Signalspannung führen können.
Fig. 19 zeigt das Schaltbild einer Kippschaltung einer
Gruppe auf entsprechende Weise eingerichteter Kippschaltungen, die geinäss
einem Matrixmuster zusammen eine Speicherschaltung nach der Erfindung
bilden.
Die Kippschaltung enthält die Transistoren T ,...„Τ ,
deren Emitter alle mit Erdpotential verbunden sind« Die eigentliche
Kippschaltung wird durch die Transistoren T.^. und T _„ gebildet, deren
Kollektoren kreuzweise mit der Basis des anderen Transistors verbunden sind. Ferner ist die Basis des Transistors T . mit dem Kollektor des
Transistors T10, verbunden, dessen Basis ihrerseits mit dem Kollektor
des Transistors T1n,. verbunden ist. Auf gleiche Weise ist die Basis des
Transistors T ? mit dem Kollektor des Transistors T-o und ist dessen
Basis mit dem Kollektor des Transistors T._^ verbunden. Ferner sind die
Basis-Elektroden der Transistoren Tc und T , mit den einer Spalte
von Kippschaltungen gemeinsamen Schreibleitern R und S verbunden. Um das
Auslesen zu ermöglichen, enthält der Transistor T.„. einen zusätzlichen
Kollektor, der mit der Basis des Transistors T.n„ verbunden ist, dessen
Kollektor mit dem einer Spalte von Kippschaltungen gemeinsamen Leseleiter 0 verbunden ist.
Es sei angenommen, dass die Basis-Elektroden der Transistoren T101 T^2, T^ und T106 über Stromquellen I101, I103, I105 und
I.oi- mit der angegebenen Polarität an die jeder Reihe von Kippschaltungen
gemeinsame Speiseleitung V angeschlossen und die Basis-Elektroden der Transistoren T , T und T über ähnliche Stromquellen
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υηί* """1O? m"^ ^er einer Reihe v,on Kippschaltungen gemeinsamen Wählleitung
SE verbunden sind. Dabei sei angenommen, dass die Stromquellen von einem derartigen Typ sind, dass sie nur Strom liefern, wenn die betreffende
Speise- oder Wählleitung eine positive Spannung führt.
Die Speiseleitung V weist stets eine positive Spannung auf, so dass die Stromquellen I1011 I10?
> ^nc und I1f1f: stets wirksam sind.
Dagegen befindet sich die V/ählleitung SE während des Ruhezustandes, d.h.
wenn keine Auswahl der Heine von Kippschaltungen, zu der die gezeigte
Schaltung gehört, stattgefunden hat, auf Erdpotential oder einem niedrigeren
Potential, so dass die Stromquellen I10** 1IOA und 1IO? dann nicnt
wirksam sind.Dies hat zur Folge, dass im Ruhezustand die Transistoren
Ί' ,, T.„., T..,,-, T..-.•· und 1S.,,- keinen Strom führen werden und somit die
Verlustleistung gering sein wird.
Im Ruhezustand der Kippschaltungen wird einer der Transistoren T und T leitend sein. Wenn angenommen wird, dass der Transistor
T. leitend ist, ist die Spannung an der Basis des Transistors T.^.
gleich +V., wobei V. die "junction"-Spannung zwischen der Basis und dem
Emitter eines übersteuertet ...ransistors darstellt. Die Spannung an der
Basis des Transistors T ist gleich +V, , wobei V, die "junction"-Spannung
zwischen dem Kollektor und dem Emitter eines übersteuerten Transistors darstellt. Bei Siliciumtransistoren ist ein üblicher Wert von V.
0,7 V und liegt V, meistens zwischen O und 0,4 V. Dies bedeutet, dalss
die Spannung an der Basis des Transistors T.„„ niedriger als die Spannung
an der Basis des Transistors T.O1, und zwar niedriger als die "junction"-Spannung
V., ist, so dass der Transistor T „„ gesperrt ist. Der Kollektorstrom
für den Transistor T wird also von der Stromquelle I109 geliefert,
während sein Basisstrom von der Stromquelle I101 geliefert wird.
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Wenn die Information aus der Kippschaltung ausgelesen oder neue Information eingeschrieben werden muss, wird der Wählleitung ein
positiver Impuls zugeführt, so dass die Stromquellen I10V» Ι1Ολ υη^ Iin7
wirksam werden. Wenn eingeschrieben werden soll, wird einer der Schreibleiter R und S auf Erdpotential gebracht. Es sei z.B. angenommen, dass
der Schreibleiter R auf Erdpotential gebracht ist. Der Strom, der von der
Stromquelle I1nC geliefert wird, fliesst dann zu Erde ab, so dass der
Transistor ^10I- gesperrt ist. Der Strom, der von der Stromquelle I10,
geliefert wird, wirkt dann als Basisstrom für den Transistor Tn,, so
dass dieser Transistor leitend ist. Dieser Transistor zieht also Strom von der Stromquelle I101» so dass der Transistor T gesperrt ist. Ausgehend
von dem Schreibleiter S, der schwebt, stellt sich auf entsprechende Weise heraus, dass der Transistor T10? leitend ist. Dieser Transistor
T * empfängt dabei seinen Kollektorstrom von der Stromquelle 1-^1= Diese
Stromquelle I101 liefert also sowohl den Kollekterstrom für den Transistor
^10O als auch für den Transistor T10?* Nach Beendigung des Wählimpulses
auf der Wählleitung SE bleibt der Transistor ^102 leitend und
der Transistor T gesperrt, so dass die Information in der Kippschaltung
gespeichert ist.
Es sei bemerkt, dass ein Schreibimpuls auf einem der Schreib
leiter R oder S keinen Einfluss auf nicht ausgewählte Kippschaltungen ausübt. Wenn kein Wählimpuls auf der Wählleitung SE vorhanden ist, sind
ja die Stromquellen I1n, und I104 nicht wirksam, so dass die Transistoren
T-, und T . gesperrt bleiben und also keine Information von den Schreib
leitern an die Transistoren T und T.Q2 weitergeleitet werden kann.
Beim Auslesen schweben die Schreibleiter R und S9 so dass
beim Vorhandensein eines Wählimpulses dia Transistoren ^0,- und
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leitend sind. Dadurch sind die Transistoren T1n, und T gesperrt, so
dass die Information in der Kippschaltung nicht beeinflusst wird. Je nach dem Zustand, in dem sich die Kippschaltung befindet, ist nun der Transistor
T leitend oder nichtleitend. Wenn wieder angenommen wird, dass der
Transistor T gesperrt und der Transistor T leitend ist, wird der
von der Stromquelle I107 gelieferte Strom (welche Quelle infolge des Wählimpulses
ja wirksam ist) als Basisstrom für den Transistor T7 wirken,
so dass dieser Transistor leitend ist. Die Lage dieses Transistors T7
wird über den Leseleiter 0 ausgelesen. Obgleich nur ein einziger Leseleiter dargestellt ist, ist es einleuchtend, dass ohne weiteres ein zweiter
Leseleiter vorhanden sein kann, der auf gleiche Weise wie der zuerst erwähnte Leseleiter mit einer zusätzlichen Kollektor-Elektrode des Transistors
T ρ verbunden ist.
Fig. 20 zeigt einen Teil der integrierten Speicherschaltung, in der der Deutlichkeit halber nur eine der Kippschaltungen dargestellt
ist, während von den übrigen identischen Kippschaltungen der Matrix nur zwei der benachbarten Matrixelemente schematisch angegeben sind.
In einer Oberflächenschicht eines η-leitenden Halbleiterkörpers
sind eine Anzahl p-leitender Basiszonen der Transistoren T T
der Kippschaltungen angebracht. Jede dieser Basiszonen umgibt in dem Körper eine, oder im Falle des Transistors T , zwei n-leitende
Kollektorzonen, während der Körper eine allen Transistoren gemeinsame Emitterzone bildet. Die Transistoren sind mit Hilfe eines Musters von
Leiterbahnen 192 zu Kippschaltungen gemäss dem Schaltbild nach Fig. I9
zusammengebaut, wobei jede der Kippschaltungen der Matrix mit Leiterbahnen H, S und 0 verbunden ist.
Die in Fig. 19 dargestellten Stromquellen I101 - I107 sind
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in der integrierten Schaltung mittels Strominjektoren erzielt. An die
Halbleiteroberfläche grenzt eine bandförmige p-leitende Oberflächenzone
V, die als Speiseleitung dient und zu deren beiden Seiten die Basiszonen iyO der Transistoren T ?, T f}^s T1f)r und T0,- angeordnet sind. Die Oberi'lächenzone
V bildet die injizierende Schicht eines Strominjektors, wobei
der Halbleiterkörper als Zwischenschicht dient und die zuletzt genannten
Basiszonen einzustellende Zonen sind, denen auf die oben bereits beschriebene toeise ein Einstellstrom zugeführt wird. Auf entsprechende
Weise bildet auch die p-leitende Oberflächenzone SE„ die als Wählleitung
aient, zusammen mit dem Halbleiterkörper und den Basiszonen 190 der Transistoren
T 1Oz» ^AQA und- Tio7 einen Strominjektor. Weiter ist der Halbleiterkörper
mit zwei parallelen n·»·leitenden Oberflächenzonen versehen,
die sich parallel zu den beiden injizierenden Schichten V und SE erstrecken und die eine höhere Dotierungskonzentration als der daran grenzende Teil des η-leitenden Halbleiterkörpers aufweisen. Eine dieser
Zonen, und zwar die Zone 195, grenzt an eine der langen Seiten der Zone SE, wodurch die Injektion von Ladungsträgern aus der Zone SE χει wesentlichen
in Richtung auf die Transistoren Tq.., T104 und T10 und nicht
in Richtung auf die Transistoren T „.. und T benachbarter Kippschaltungen
stattfindet. Die andere η-leitende Zone 194 erstreckt sich zwischen
den Basiszonen der Transistoren τ 1Οζ» T-iQd un<i T107 einersei*s
und den Basiszonen der Transistoren T102 und Tg andererseits und verhindert
eine parasitäre Transistorwirkung zwischen auf einander gegenüber liegenden Seiten der Zone 194 befindlichen Basiszonen. Gegebenenfalls
können zwischen den Kippschaltungen benachbarter Spalten noch weitere η-leitende Zonen angebracht werden, die sich parallel zu den Bahnen R
und S zwischen den injizierenden Schichten V und SE erstrecken. Auch
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können, wie bei den obenbeschriebenen Ausfuhrungsformen, sämtliche Basis-.zonen
gesondert grösstenteils von η -leitenden Oberflächenzonen umgeben sein, oder Können statt höher dotierter η-leitender Zonen versenkte Isolierschichten
verwendet werden.
Bei der beschriebenen integrierten Schaltung ist das Vorhandensein
der" Transistoren T10,. und T10,- erforderlich, um vor dem Einschreiben
die gesonderten Speicherelemente auswählen zu können. Da in dieser Schaltung die Emitter sämtlicher Transistoren miteinander verbunden
sind, kann die Auswahl eines Speicherelements nur über Basisanschlüsse
erfolgen. Infolgedessen sind für die Auswahl von Reihen und Spalten gesonderte Transistoren erforderlich.
Fig. 21 zeigt eine zweite Speicherschaltung, die in einer
Matrix, die durch eine Anzahl in Reihen und Spalten angeordneter identischer Speicherschaltungen gebildet wird, verwendet werden kann. Diese
Speicherschaltung enthält zwei Transistoren T und T 202 vom npn-Typ,
deren Emitter mit einem Punkt festen Potentials, z.B. Erdpotential, verbunden sind. Um ein bistabiles Element zu erhalten, ist die Basis jedes
dieser Transistoren mit c^ Kollektor des anderen Transistors verbunden.
Der Speisestrom für die Speicherschaltung wird über die mit den Basis-Elektroden
der Transistoren Tp01 und T202 verbundenen Stromquellen I201
und !pn? zuSei"^lir"ti·
Das Einschreiben und Auslesen von Information erfolgt mit
Il
Hilfe der Transistoren T und T vom pnp-Typ. Über die Hauptstrombahn
dieser Transistoren T_o, bzw. T20 wird eine Verbindung zwischen der
Basis des Transistors T bzw. T202 und dem einer Spalte von Speicherschaltungen
gemeinsamen Lese- und Schreibleiter S bzw. R hergestellt. Diese Transistoren T_„, und T„„. sind vorzugsweise symmetrisch ausge-
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führt, weil sie in beiden Richtungen betrieben werden, damit sie sowohl
eine Auslese- als auch eine Einschreibfunktion erfüllen können.
Die Auswahl der gewünschten Speicherschaltung erfolgt durch Auswahl der betreffenden Reihe mit Hilfe einer einer Reihe von Speicherelementen
gemeinsamen Wählleitung, die mit den Basis-Elektroden der Transistoren 'P2O* un(i Τ20Δ vertmnden i·8*» und durch Auswahl der betreffenden
Spalte mit Hilfe der Lese- und Schreibleiter S und R. Es ist einleuchtend,
dass sowohl im ausgewählten als auch im nicht-ausgewäHlten Zustand ein
geeigneter Wert für den Spannungspegel der Wählleitung und der Lese- und Schreibleiter gewählt werden soll. So wird die Wählleitung im nicht-ausgewählten
Zustand eine derartige Spannung führen müssen, dass die Transistoren
Tpo^ un(* ^?πλ' unabhängig von der An- oder Abwesenheit eines
Schreibimpulses auf einem der Leiter S oder R, gesperrt sind. Im ausgewählten
Zustand wird die Spannung an der Wählleitung einen Wert aufweisen
müssen, der zwischen den in den beiden stabilen Zuständen der Speicherschaltung auftretenden Spannungswerten an den Basis-Elektroden
der Transistoren Tp01 und T?Op liegt· Die Lese- und Schreibleiter S und
R können in ihrem nicht-ausgewählten Zustand z.B. schwebend gemacht
werden, wodurch, unabhängig von dem ausgewählten oder nicht-ausgewählten
Zustand der zu dem betreffenden Speicherelement gehörigen Reihe, keine Information verloren gehen kann. Beim Einschreiben von Information muss
der Schreibimpuls genügend positiv in bezug auf den Spannungspegel der
ausgewählten Wählleitung sein, um den zugehörigen Transistor T oder
T_o· in den leitenden Zustand zu bringen, während zum Auslesen von Information
der Spannungspegel des Leseleiters vorzugsweise niedriger als der der ausgewählten Wählleitung ist.
Um die Verlustleistung der Speicherschaltung auf ein
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Mindestmass zu beschränken und dennoch eine grosse Lesegeschwindigkeit
zu erzielen, kann sichergestellt werden, dass der Speisungspegel der Speicherschaltung im Ruhezustand niedrig ist und beim Auslesen durch Regelung
der von den Stromquellen I?ni und Ion? zu liei"ernd-en Ströme auf
einen höheren Pegel geschaltet wird.
Die Schaltung nach Fig. 19 eignet sich besonders gut zur Integration in einem Halbleiterkörper. In diesem Falle können die pnp-Transistoren
T , und T 4 als ΐ8·^ΘΓει1θ Transistoren ausgeführt werden,
wobei es im Zusammenhang mit dem Betrieb in zwei Richtungen wichtig ist, dass namentlich die elektrischen Eigenschaften lateraler Transistoren
in beiden Richtungen parktisch gleich sein können. Ferner können die beiden Stromquellen I9ni und I9n;3 einfach mittels eines Strominjektors
erhalten werden, wodurch u.a. für die integrierte Ausführung eine verhältnismässig
kleine Halbleiteroberfläche benötigt wird.
Die Figuren 22 und 23 zeigen einen Teil einer derartigen
integrierten Ausführung einer Speichermatrix mit einem Strominjektor nach der Erfindung. Der innerhalb der gestrichelten Linie 22 3 in Fig.
liegende Teil dieser integrierten Schaltung enthält ein Matrixelement
gemäss dem Schaltbild nach Fig. 21. Der Halbleiterkörper 200 weist ein
Halbleitersubstrat 201 auf, das in diesem Falle p-leitend ist. Dieses
p-leitende Substrat 201 ist mit einer η-leitenden epitaktischen Schicht
202 versehen, die auf übliche Weise mit Hilfe p-leitender Trennzonen
in Inseln unterteilt ist. Sämtliche npn-Transisfcoren T„_ und T einer
Reihe von Matrixelementen sind in einer langgestreckten Insel 204 angebracht,
die am Rande des Halbleiterkörpers z.B. über einen schematisch angegebenen Anschluss 205 mit Erde verbunden werden kann. Die Insel 204
bildet eine den erwähnten npn-Transistoren gemeinsame Emitterzone. In
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dieser Insel 204 befinden sich eine Anzahl injizierender Schichten, von
denen in den Figuren eine dargestellt ist und die durch p-leitende Oberflächenzonen
206 gebildet werden. Zu beiden Seiten jeder injizierenden Schicht 206 befinden sich vier npn-Transistoren mit einer p-leitenden
Basiszone 207 und einer η-leitenden Kollektorzone 208« Die Basiszonen
207 sind an der Oberfläche 209 auf drei Seiten von einer niederohmigen η-leitenden Oberflächenzone 210 umgeben, die sich von der Oberfläche 209
her in der epitaktischen Schicht erstreckt und sich dabei einer n-leitenden
vergrabenen Schicht 211 ansehliesst, die sich an der Grenzfläche zwischen dem Substrat 201 und der epitaktischen Schicht 202 befindet. Die
zu der Zwischenschicht 204 gehörige Zone 210,211 bildet· ein niederohmiges
Ganzes mit einer Anzahl von Hohlräumen, in denen sich Strominjektoren befinden, die durch eine injizierende Schicht 206, einen hochohmigen
Teil 212 der Zwischenschicht 204 und einzustellende Basiszonen 207 gebildet
werden. Ausserdem dient die Zone 210,211 und namentlich die vergrabene
Schicht 211 zur Herabsetzung des Reihenwiderstandes in der Insel 204, wodurch diese Insel beim Betrieb praktisch eine Aequipotentialflache
bildet.
Zu beiden Seiten der langgestreckten Inseln 204 erstreckt sich eine gleichfalls langgestreckte Insel 221, in der sich die lateralen
npn-Transistoren T?n, und T^n. der Matrixelemente befinden. Auch die
Inseln 221 weisen eine niederohmige η-leitende Zone auf, die durch eine Oberflächenzone 213 und eine vergrabene Schicht 214 zur Herabsetzung des
Reihenwiderstandes gebildet werden. Diese Inseln 221 bilden nämlich eine den pnp-Transistoren einer Reihe von Matrixelementen gemeinsame Basiszone
und dienen als Wählleitungen SEL. Die pnp-Transistoren enthalten ferner je eine p-leitende Zone 215, die beim Auslesen von Information
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als Emitterzone und beim Schreiben als Kollektorzone wirkt, und eine
p-leitende Zone 216, die als Kollektorzone bzw. als Emitterzone dient.
Diese pnp-Transistören sind von je einem schalenförmigen Teil der niederohmigen
Zone 2151214 umgeben, wodurch praktisch keine parasitäre Transistorwirkung
zwischen Zonen benachbarter pnp-Transistoren auftreten kann.
Auf der Oberfläche 209 des Halbleiterkörpers 200 befindet
sich eine Isolierschicht 217» auf der sich Leiterbahnen 218 erstrecken,
die die Innenverbindungen der Matrixelemente bilden und die über Oeffnungen
in der Isolierschicht, die in Fig. 22 mit gestrichelten Linien angedeutet sind, mit Halbleiterzonen der Schaltungselemente verbunden
sind. Ferner sind die injizierenden Schichten 206 mit einer Leiterbahn 219 verbunden, die mit einem Anschluss 220 versehen ist, während die
Zonen 216 der Transistoren T?o, einer Spalte von Matrixelementen mit
einer Leiterbahn S und die Zonen 216 der Transistoren T einer Spalte
von Matrixelementen mit einer Leiterbahn R verbunden sind.
Zwischen den Anschlüssen 205 und 220 kann eine Quelle 222 angeschlossen werden, um die pn-Uebergänge zwischen den injizierenden
Schichten 206 und den zugleich als Zwischenschichten dienenden Inseln 204 in der Durchlassrichtung vorzuspannen. Diese Quelle 222 kann z.B.
regelbar Bein, damit beim Auslesen von Information den npn-Transistoren der Matrixelemente ein grSsserer Einstellstrom als im Ruhezustand und
beim Schreiben zugeführt werden kann. Eine derartige Regelung des Einstellstroms
kann auch pro Leiterbahn 209 eingebaut werden, so dass die Einstellströme für je zwei benachbarte Spalten von Matrixelementen
gesondert geregelt werden können.
Die beschriebene integrierte Ausführung nach den Figuren
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und 23 ist besonders gedrängt. Eine weitere Herabsetzung der benötigten
Halbleiteroberfläche kann noch dadurch erhalten werden, dass die η leitenden
Zonen 210 und 213 durch versenkte Isolierschichten ersetzt werden, die von der Oberfläche 209 bis zu der Grenzfläche zwischen der
epitaktischen Schicht 202 und dem Substrat 201 reichen. In diesem Falle
können nämlich die p-leitende Trennzone 203 und die zu beiden Seiten
neben dieser Zone liegenden Teile der η-leitenden Zonen 210 und 213 durch eine einzige versenkte Isolierschicht ersetzt werden, wodurch der Abstand
zwischen den npn-Transistoren und den pnp-Transistoren in einer Spalte
und zwischen den pnp-Transistoren angrenzender Spalten kleiner werden
kann.
Die beschriebenen Ausführungsformen zeigen, dass durch Anwendung
der Erfindung grosse Vorteile erhalten werden. In vielen Fällen genügt bei der Herstellung die Verwendung von nur fünf Masken. Ferner
wird eine hohe Packungsdichte der aktiven Elemente erreicht, während Widerstände praktisch völlig überflüssig sind. Die Emitter der verwendeten
Transistoren sind meistens direkt miteinander verbunden, so dass das
Muster von Leiterbahnen verhältnismässig einfach ist, wobei die Kollektoren ausserdem automatisch voneinander getrennt sind* Ferner können auf
einfache Weise Mehrkollektorentransistoren verwendet werden, wodurch viel Raum und eine Anzahl von Leiterbahnen erspart werden. Beim Betrieb
ist es noch besonders günstig, dass alle mittels des Strominjektors 'zugeführten
Einstellströme sich auf gleiche Weise mit der' Spannung über
dem injizierenden Uebergang änderni wodurch die Wirkung der integrierten
Schaltung von dem Strompegel praktisch unabhängig ist, so dass eine sehr geringe Störanfälligkeit erreicht wird.
Es dürfte einleuchten, dass in den beschriebenen Schaltungen
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insbesondere diejenigen Ströme mit Hilfe des Strominjektors zugeführt
werden, die vorhanden sein müssen, damit etwaige Information enthaltende Analog- oder Digitalsignalströme oder -Spannungen verarbeitet werden
können und Information, sofern dies notwendig ist, gespeichert werden kann. Diese z.B. als Bereitströme zu bezeichnenden Ströme umfassen bei
Bauelementen wie logischen Konfigurationen, Kippschaltungen und Speicherelementen
all diejenigen Ströme, die in dem statischen oder in dem dynamischen Zustand des Bauelements vorhanden sein müssen, damit das Bauelement
bereit ist, d.h., dass bei Zufuhr von Information zu dem Eingang, erforderlichenfalls in Verbindung mit einem Wählsignal, diese Information
aufgenommen werden kann, dass einmal eingeschriebene Information gespeichert werden kann, und/oder dass diese Information, gegebenenfalls nach
Auswahl, auf den Ausgang übertragen werden kann.
Die beschriebenen Ausführungsformen können alle völlig durch
in der Halbleitertechnik übliche Techniken, wie Epitaxie, die Anbringung vergrabener Schichten, die örtliche Dotierung mittels Diffusion und/oder
Ionenimplantation, die mustergemässe Anbringung isolierender, maskierender und leitender Schichten usw., hergestellt werden. Ferner können die
beschriebenen integrierten Schaltungen auf übliche Weise in üblichen
Umhüllungen fertigmontiert werden. Zur näheren Verdeutlichung wird nachstehend die Herstellung des ersten Beispiels, des Flip-flops nach den
Figuren 1 bis 51 kurz beschrieben.
Es wird von einem Siliciumsubstrat 21a (Fig. 2) z.B. vom n-Leitfähigkeitstyp und einem spezifischen Widerstand zwischen 0,005 und
0»015^,0. .cm ausgegangen. Auf diesem Substrat wird eine η-leitende epitaktische
Siliciumschicht 21b mit einem spezifischen Widerstand von z.B. 0,2 bis 0,6 .Xl.cm und einer Dicke von z.B. etwa 5/un» angebracht. In
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diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass der Stromverstärkungsfaktor fb der
verwendeten integrierten Transistorstruktur u.a. von dem spezifischen Widerstand der epitaktischen Schicht abhängig ist. Wenn bei einem spezifischen
Widerstand von etwa 0,1 Jl .cm der Paktor β etwa 20 beträgt, ist
bei den gleichen p- und η-Typ Diffusionen bei einem spezifischen Widerstand
von etwa 0,6 jft .cm der Faktor Λ etwa 10, wobei bemerkt werden kann,
dass mit Rücksicht auf eine betriebssichere Wirkung der Schaltung in der Praxis für den Paktor β ein Wert von 3 oder höher erwünscht ist.
Anschliessend wird eine Diffusionsbehandlung unter Verwendung einer Maskierungsschicht aus z.B. Siliciumdioxyd und mit Phosphor
als Verunreinigung durchgeführt, um die niederohmigen η-leitenden Teile
21c zu erhalten. Die Oberflächenkonzentration in diesen Teilen beträgt z.B. 10 Atome/cm3. Die Oeffnungen, durch die diese Phosphordotierung
in den Halbleiterkörper eingeführt wird, weisen eine Anzahl paralleler Ausläufer auf, derart, dass zwischen zwei benachbarten Ausläufern stets
genügend Raum vorhanden ist, um bei einer folgenden Bearbeitung darin eine Basiszone der gewünschten Grosse anbringen zu können. Ferner werden
zwei dieser Oeffnungen verwendet, wobei die Ausläufer dieser Oeffnungen einander zugewandt sind und miteinander fluchten. Der Abstand zwischen
den finden einander gegenüber liegender Ausläufer wird gleich oder etwas kleiner als der Abstand gewählt, der endgültig zwischen den einander
gegenüber liegenden Basiszonen, z.B. den Zonen 5 und 10, gewünscht wird.
Dann können auf übliche Weise durch Diffusion über Oeffnungen der gewünschten Grosse in einer Maekierungsschicht gleichzeitig die Basiszonen
1 bis 10 und die injizierende Schicht 20 angebracht werden. Im vorliegenden Beispiel besteht das Maskierungsmuster aus zwei parallelen Streifen,
die sich in einer Richtung quer zu den inzwischen erhaltenen η -leitenden
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Ausläufern erstrecken und die dabei grb'sstenteils in dem Zwischenraum
zwischen deneinander gegenüber liegenden Ausläufern liegen und auf je einer Seite die Enden dieser Ausläufer etwas Überlappen oder wenigstens
diese berühren. Die Breite dieser Streifen entspricht dem gewünschten Abstand zwischen jeder der Basiszonen und der injizierenden Schicht. Danach
wird über die ganze freie Oberfläche z»B, Bor z.B. bis zu einer
Tiefe von 2,5/um eindiffundiert, wobei der Quadratswiderstand z.B. etwa
150 _'l beträgt. Zwischen den beiden Maskierungsschichten wird dann die
injizierende Schicht gebildet, während ferner die voneinander getrennten Basiszonen 1 bis 10 erhalten werden, weil die Oberflächenkonzentration
bei dieser Diffusionsbehandlung ungenügend ist, um den Leitfähigkeitstyp der bereits vorhandenen η -leitenden Teile 21c zu ändern. Auf diese Weise
grenzen die Basiszonen automatisch direkt an die η -leitenden Teilzonen 21c» wobei sie je auf drei Seiten von einem U-förmigen η -leitenden Gebiet
umgeben sind.
Auf übliche Weise werden die Kollektorzonen 22 - 37 angebracht,
z.B. durch örtliche Diffusion von Phosphor bis zu einer Tiefe von etwa 1,5/um und mit einem Quadratewiderstand von etwa 5.SZ ,wonach
Kontaktöffnungen in die Isolierschicht geätzt werden können und das Muster von Leiterbahnen I4 z.B. dadurch angebracht werden kann, dass
eine Aluminiumschicht aufgedampft und anschliessend geätzt wird.
Die Breite der injizierenden Schicht 20 beträgt z.B. etwa 20/um. Der Abstand der injizierenden Schicht 20 von jeder der Basiszonen
ist etwa.8/um. Die Abmessungen der Basiszone 5 sind z.B. etwa 50/um χ 80/um, während die Abmessungen der Kollektorzone 33 20 mm x 20yum
betragen. Die Breite der n+-leitenden Ausläufer zwischen benachbarten
Basiszonen kann z.B. 10/Um sein.
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Wenn völlig oder teilweise statt der niederohmigen Teilzonen
21c eine versenkte Isolierschicht verwendet wird, kann diese z.B. durch örtliche Oxydation unter Verwendung einer z.B. aus Siliciumnitrid
bestehenden Maskierungsschicht erhalten werden.
Wenn vergrabene Schichten verwendet werden (siehe z.B. die Fi/juren 6 und 13)» können diese z.B. mit Arsen mit einer Oberflächenkonzentration
von etwa 10 Atomen/cm3 und einem Quadratswiderstand von etwa 201 \ dotiert sein. Auch können z.B. die vergrabenen Schichten 135
in Fig. 13 höher als die einzustellenden Basiszonen 125 dotiert sein, wass besonders vorteilhaft sein kann, wenn diese vergrabenen Schichten
einen Teil der Emitterzone des betreffenden Transistors bilden.
Es ist einleuchtend, dass sich die Erfindung nicht auf die beschriebenen AusfUhrungsformen beschränkt, sondern dass im Rahmen der
Erfindung für den Fachmann noch viele Abwandlungen möglich sind. So
III V
können z.B. andere Halbleitermaterialien, wie Germanium und A B -Verbindungen
oder Kombinationen von Halbleitermaterialien, bei denen z.B. das Substrat aus einem anderen Halbleitermaterial als die Oberflächenschicht,
in der sich die Schaltungselemente befinden, besteht, verwendet werden. Statt von einem η -leitenden Substrat 21a (Fig. 2) auszugehen,
auf dem epitaktisch eine niedriger dotierte Schicht 21b angebracht wird, kann auch von einem niederohmigen Substrat ausgegangen werden, das dann
durch Ausdiffusion von Verunreinigungen mit einer niedriger dotierten Oberflächenschicht verwehen wird. Ferner" können die Leitfähigkeitstypen
in den beschriebenen Beispielen durch die entgegengesetzten ersetzt werden, wobei auch die Polaritäten der Spannungen umgekehrt werden müssen,
Auch kann die integrierte Schaltung z.B. mit einem oder mehreren optischen Signaleingängen und/oder -Ausgängen versehen sein. Z.B. kann ein
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eingehendes optisches Signal mittels einer in die Schaltung aufgenommenen
Photodiode oder eines Phototransistors in ein elektrisches Signal umgewandelt
werden, das dann als Eingangssignal für einen weiteren Teil der Schaltung dienen kann.
Als injizierende Schicht kann z.B. auch eine durch eine sehr dünne Isoliermaterialschicht von der Zwischenschicht des Strominjektors
getrennte Schicht verwendet werden, wobei Tunnelinjektion benutzt wird, wodurch Ladungsträger aus der leitenden Schicht durch die dünne Isolierschicht
hindurch als Minoritätsladungsträger an die Zwischenschicht des Strominjektors gelangen.
Der Strominjektor kann z.B. aus vier oder wenigstens aus einer geraden Anzahl von Schichten bestehen, obgleich vorzugsweise ein
Strominjektor mit einer ungeraden Anzahl von Schichten verwendet wird. Auch bei Strominjektoren mit vier oder mehr Schichten fällt ausser der
einzustellenden Zone vorzugsweise höchstens eine weitere Zone des betreffenden Schaltungselements mit einer Schicht des Strominjektors zusammen.
Ferner können bei einem Strominjektor mit z.B. sieben
Schichten die dritte und die fünfte Schicht unabhängig voneinander zur
Regelung des der einzustellenden Zone zuzuführenden Einstellstroms benutzt werden. Die dritte und die fünfte Schicht des Strominjektors
können dann z.B. als die beiden Eingänge eines Und-Gatters betrachtet
werden, von dem ein Ausgang dann durch die einzustellende;.-Zone gebildet
wird.
Auch können mit Hilfe des Strominjektors auf entsprechende
Weise Zonen von anderen Schaltungselementen als den gezeigten Bipolartransistoren,
wie Zonen von Dioden und Feldeffekttransistoren, einen
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Einstellstrom empfangen. Ausserdem können mit Hilfe des Strominjektors
ζ*B. Torelektroden von Feldeffekttransistoren, insbesondere von Feldeffekt·'
transistoren mit einer niedrigen Sehwellwertspannungj gesteuert werden.
Bei Anwendung eines lateralen Strominjektors naeh Fig. 1 iüt das Verhältnis zwischen den verschiedenen einzustellenden Zonett zut;eführten
Einstellströmen dem Verhältnis zwischen den Längen der der injizierenden Schicht 20 zugewandten Teile der pn-Uebergänge zwischen
den betreffenden einzustellenden Basiszonen und der Zwischenschicht 21 proportional. Im dargestellten Beispiel ist der verfügbare Einstellstrom
für jede Basiszone gleich gross. Andere Verhältnisse können einfach · mit Hilfe von Längenunterschieden in der Struktur festgelegt werden. Auf
diese Weise kann z*B. der oder die Transistor(en) am elektrischen Eingang
der integrierten Schaltung und bzw. oder der oder die Transistor(en)
am elektrischer Ausgang des Bauelementes einen relativ hohen Einstellstrom
zugeführt werden um damit die Störanfälligkeit an den Ein- und/oder den Ausgängen der Schaltung zu verringern. Eine weitere Möglichkeit zur
Verringerung der Störanfälligkeit ist die Anwendung eines höheren Stromverstärkungsfaktor
Λ an den gewünschten Stellen. Eine solche relativ hohe Stromverstärkungsfaktor kann durch Verwendung einer relativ grossen KoI-lektorzone
erzielt werden. Z.B. können wo nötig Kollektorzonen von 4üyum χ 20/uffi statt 20/um χ 20 /um wie im Beispiel nach Fig. 1, verwendet
werden. Die Breite der Basiszone kann dabei von 50/um zum Beispiel auf
70yuw vergrössert werden.
Eine andere vorteilhafte Möglichkeit zum Erhalten von Einstellströmen verschiedener Grosse ist die Verwendung unterschiedlicher
Abstände zwischen dem injizierenden gleichrichtenden Uebergang des Strominjektors
einerseite und den betreffenden einzustellenden Zonen anderer-
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sei te. Je grosser der Abstand zwischen der injizierende Schicht und der
einzustellende Zone desto grosser ist die effektive Weglänge der injizierten
Minoritätsladungsträger und desto kleiner ist der von der einzustellende Zone empfangene Einstellstrom. Insbesondere bei Anwendung eines
lateralen Strominjektors können auch in diesen Weise vorausbestimmten Verhältnisse
zwischen den gewünschten Einstellströmen einfach in der Struktur der integrierten Schaltung festgelegt werden.
Weiter können eine oder mehrere Schichten des Strominjektors, statt durch Dotierung erhalten zu werden, in dem Halbleiterkörper
z.B. mit Oberflächenzuständen und/oder Ladungen in einer Isolierschicht und/oder mit Hilfe einer auf der Isolierschicht liegenden Elektrodenschicht
induziert werden. Z.B. kann in dem beschriebenen Fünfschichtenstrominjektor
die dritte Schicht durch eine induzierte Inversionsschicht gebildet werden. Auch können eine oder mehrere Schichten des Strominjektors
aus einer Kombination eines durch Dotierung erhaltenen Teiles und eines mit diesem zusammenhängenden induzierten Teiles bestehen. Z.B. kann,
wenn der Abstand zwischen einem durch Dotierung erhaltenen injizierenden und einem durch Dotierung erhaltenen kollektierenden Uebergang im Strominjektor
verhältnismässig gross ist, so dass in diesem Teil des Strominjektors keine oder nur eine geringe Stromübertragung stattfindet, difceer
Abstand dadurch herabgesetzt werden, dass eine oder beide Schichten an der Oberfläche auf einer der anderen Schicht zugekehrten Seite mit einer
Inversionsschicht erweitert werden.
Bei Anwendung der beschriebenen induzierten invertierten Schichten kann, insbesondere wenn sie mit Hilfe einer isolierten Elektrodenschicht
erhalten werden, der den einzustellenden Zonen zuzuführende Einstellstrom auch mittels der Spannung an der Elektrodenschicht gesteuert
werden.
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Aus den beschriebenen Beispielen geht hervor, dass die integrierten
Schaltungen eine neue, gedrängte Struktur aufweisen und meistens durch eine vereinfachte Technologie hergestellt werden können. Vorzugsweise
kennzeichnet sich diese neue Struktur durch das Vorhandensein eines an eine Oberfläche grenzenden Halbleitergebietes vom einen Leitfähigkeitstyp, in dem sich eine langgestreckte streifenförmige Oberflächenzone vom
anderen Leitfähigkeitstyp erstreckt, die z.B. einen eines Kanalsystems oder eines Gitters bildet und die mit dem angrenzenden Gebiet einen pn-Uebergang
bildet, wobei auf mindestens einer der langen Seiten dieser streifenförmigen Zone mehrere nebeneinander liegende voneinander und von
der streifenförmigen Zone getrennte Oberflächenzonen vom anderen Leitfähigkeitstyp
an die Oberfläche grenzen, die einzustellende Zonen von Schaltungselementen der Schaltung und insbesondere einzustellende Basiszonen
von Bipolartransistoren bilden, wobei das Gebiet und die streifenförmige Oberflächenzone mit je einem Anschluss versehen sind, um den erwähnten
pn-Uebergang zum Injizieren von Minoritätsladungsträgern in das Gebiet in der Durchlassrichtung einzustellen, wobei die einzustellenden Zonen
durch Sammlung von Minoritätsladungsträgern aus dem Gebiet über die pn-Uebergänge,
die dieses Gebiet mit den einzustellenden Zonen bildet, einen Einstellstrom empfangen.
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Claims (1)
- -70- PHN. 5476.PATENTANSPRÜCHE :M. J Integrierte Schaltung mit mehreren Schaltungselementen, die nebeneinander auf einer Seite eines diesen Schalungselementen gemeinsamen Körpers angebracht sind, wobei Halbleiterzonen dieser Schaltungselemente mit einem auf der erwähnten einen Seite des Korpers vorhandenen Muster von Leiterbahnen für elektrischen Anschluss der Schaltungselemente verbunden sind, welches Muster mindestens einen Eingang und mindestens einen Ausgang für elektrische Signale aufweist, wobei der Körper ferner mit Anschlüssen zum Anschliessen der beiden Klemmen einer quelle zum Zuführen von Einstellstrom zu einem oder mehreren der Schaltungselemente versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper mit einer als Strominjektor bezeichneten Mehrschichtenstruktur mit mindestens drei aufeinanderfolgenden, durch gleichrichtende Uebergänge voneinander getrennten Schichten versehen ist, welcher Strominjektor eine erste, als injizierende Schicht bezeichnete Schicht, die durch mindestens einem gleichrichtenden Uebergang von den einzustellenden Schaltungselementen getrennt ist, und eine daran grenzende zweite als Zwischenschicht bezeichnete Schicht aus Halbleitermaterial enthält, wobei die injizierende Schicht einen Anschluss für die eine Klemme der erwähnten Quelle und die Zwischenschicht einen Anschluss für die andere Klemme dieeer Quelle besitzt, um den gleichrichtenden Uebergang zwischen der injizierenden Schicht und der Zwischenschicht in der Durchlassrichtung zu polarisieren, wobei Ladungsträger aus der injizierenden Schicht in die Zwischenschicht injiziert werden, die von der an die Zwischenschicht grenzenden dritten als sammelnde Schicht bezeichneten Schicht des Strominjektors kollektiert werden, während eine Zone eines der Schaltungselemente, die als einzustellende Zone bezeichnet wird und209849/ 1102-71- PHN. 5476.die durch mindestens zwei gleichrichtende Uebergänge von der injizierenden Schicht und somit von dem mit dieser verbundenen einen Quellenanschluss getrennt ist, über einen diese Zone begrenzenden gleichrichtenden Uebergang Ladungsträger aus einer der Schichten des Strominjektors absaugt und auf diese Weise einen Einstellstrom empfängt, welche Zone üirekt mit dem Muster von Leiterbahnen verbunden ißt.2. Integrierte Schaltung mit mehreren Schaltungselementen, die nebeneinander auf einer Seite eines diesen Schaltungselementen gemeinsamen Körpers angebracht sind, wobei Halbleiterzonen dieser Schaltungselemente mit einem auf der erwähnten Seite des Körpers vorhandenen Muster von Leiterbahnen für elektrischen Anschluss der erwähnten Schaltungselemente verbunden sind, welches Muster mindestens einen Eingang und mindestens einen Ausgang für elektrische Signale aufweist, wobei der Körper ferner mit Anschlüssen zum Anschliessen der beiden Klemmen einer Quelle zum Zuführen von Einstellstrom zu einem oder mehreren der Schaltungselemente versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daSB der Körper mit einer als Strominjektor bezeichneten Mehrschichtenstruktur mit mindestens drei aufeinanderfolgenden, durch gleichrichtende Uebergänge voneinander getrennten Schichten versehen ist, welcher Strominjektor eine erste als injizierende Schicht bezeichnete Schicht, die durch mindestens einen gleichrichtenden Uebergang von den einzustellenden Schaltungselementen getrennt ist, und eine daran grenzende zweite als Zwischenschicht bezeichnete Schicht aus Halbleitermaterial enthält, wobei die injizierende Schicht einen Anschluss für die eine Klemme der genannten Quelle und die Zwischenschicht einen Anschluss für die andere Klemme dieser Quelle aufweist um den gleichrichtenden Uebergang zwischen der injizierenden Schicht und der Zwischenschicht in der Durchlassrichtung zu polarisieren,209849/1102-7.2- PHN. 5476.wobei Ladungsträger aus der injizierenden Schicht in die Zwischenschicht injiziert werden, die von der an die Zwischenschicht grenzenden dritten als sammelnde Schicht bezeichneten Schicht des Strominjektors kollektiert werden, während eine Zone eines der Schaltungselemente, die als einzustellende Zone bezeichnet wird und die durch mindestens zwei gleichrichtende Uebergänge von der injizierenden Schicht und somit von dem mit dieser verbundenen einen Quellenanschluss getrennt ist, über einen diese Zone begrenzenden gleichrichtenden Uebergang Ladungsträger aus einer der Schichten des Strominjektors absaugt und auf diese Weiee einen Einstellstrom empfängt, welche letztere eine Schicht des Strominjektors zugleich eine weitere Zone des einen Schaltungselements bildet, wobei die einzustellende Zone direkt mit einem weiteren Teil der integrierten Schaltung, wie dem Muster von Leiterbahnen und weiteren Schaltungselementen, verbunden ist.^. Integrierte Schaltung mit mehreren Schaltungselementen, die nebeneinander auf einer Seite eines diesen Schaltungeelementen gemeinsam men Körpers angebracht sind, wobei Halbleiterzonen dieser Schaltungselemente mit einem auf der erwähnten Seite des Körpers vorhandenen Muster von Leiterbahnen für elektrischen Anschluss der erwähnten Schaltungselemente verbunden sind, welches Muster mindestens einen Eingang und mindestens einen Ausgang für elektrische Signale aufweist, wobei der Körper ferner mit Anschlüssen zum Anschliessen der beiden Klemmen einer Quelle zum Zuführen von Einstellstrom zu einem oder mehreren der Schaltungselemente versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper mit einer als Strominjektor bezeichneten Mehrschichtenstruktur mit mindestens drei aufeinanderfolgenden, voneinander durch gleichrichtende Uebergänge getrennten Schichten versehen ist, welcher Strominjektor eine erste als209849/1102-73- · PHN. 5476.injizierende Schicht bezeichnete Schicht, die durch mindestens einen gleichrichtenden Uebergang von den einzustellenden Schaltungselementen getrennt ist, und eine daran grenzende zweite als Zwischenschicht bezeichnete Schicht aus Halbleitermaterial enthält, wobei die injizierende Schicht einen Anschluss für die eine Klemme der erwähnten Quelle und die Zwischenschicht einen Anschluss für die andere Klemme dieser Quelle aufweist um den gleichrichtenden Uebergäng zwischen der injizierenden Schicht und der Zwischenschicht in der Durchlassrichtung zu polarisieren, wobei Ladungsträger aus der injizierenden Schicht in die Zwischenschicht injiziert werden, die von der an die Zwischenschicht grenzenden dritten als sammelnde Schicht bezeichneten Schicht des Strominjektors kollektiert werden, während eine Zone eines der Schaltungselemente, die als einzustellende Zone bezeichnet wird und die durch mindestens zwei gleichrichtende Uebergänge von der injizierenden Schicht und somit von dem mit dieser verbundenen einen Quellenanschluss getrennt ist, und diejenigen Schichten des Strominjektors, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die einzustellende Zone aufweisen, Oberflächenzonen vom einen Leitfähigkeitstyp sind, die sich nebeneinander von der erwähnten einen Seite des Körpers her in demselben Gebiet vom anderen Leitfähigkeitstyp erstrecken und in dem Körper von diesem Gebiet umgeben sind, Während die einzustellende Zone mit dem Gebiet einen diese Zone begrenzenden üebergäng bildet, über den diese Zone Ladungsträger aus dem Gebiet absaugt und auf diese Weise einen Einstellstrom empfängt, welche Ladungsträger aus einer auf der erwähnten einen Seite des Körpers liegenden und einen gleichrichtenden Uebergang mit dem Gebiet bildenden Schicht des Strominjektors in das Gebiet injiziert sind.
4. · Integrierte Schaltung mit mehreren Schaltungselementen, die209849/1102-74- . PHN. 5476.nebeneinander auf einer Seite eines diesen Schaltungselementen gemeinsamen Körpers angebracht sind, wobei Halbleiterzonen dieser Schaltungselemente mit einem auf der erwähnten Seite des Körpers vorhandenen Muster von Leiterbahnen für elektrischen Anschluss der erwähnten Schaltungselemente verbunden sind, welches Muster mindestens einen Eingang und mindestens einen Ausgang für elektrische Signale aufweist, wobei der Körper ferner mit Anschlüssen zum Anschliessen der beiden Klemmen einer Quelle zum Zuführen von Einstellstrom zu einem oder mehreren der Schaltungselemente versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper mit einer als Strominjektor bezeichneten Mehrschichtenstruktur mit mindestens drei aufeinanderfolgenden, durch gleichrichtende TJebergänge voneinander getrennten Schichten versehen ist, welcher Strominjektor eine erste als injizierende Schicht bezeichnete Schicht, die durch mindestens einen gleichrichtenden Uebergang von den einzustellenden Schaltungselementen getrennt ist, und eine daran grenzende zweite als Zwischenschicht bezeichnete Schicht aus Halbleitermaterial enthält, wobei die injizierende Schicht einen Anschluss für die eine Klemme der erwähnten Quelle und die Zwischenschicht einen Anschluss für die andere Klemme der erwähnten Quelle aufweist um den gleichrichtenden Uebergang zwischen der injizierenden Schicht und der Zwischenschicht in der Durchlassrichtung zu polarisieren, wobei Ladungsträger aus der injizierenden Schicht in die Zwischenschicht injiziert werden, die von der an die Zwischenschicht grenzenden dritten als sammelnde Schicht bezeichneten Schicht des Strominjektors kollektiert werden, wobei die injizierende Schicht an die der erwähnten einen Seite gegenüber liegende Seite des Körpers grenzt, und dass eine durch mindestens zwei gleichrichtende Uebergänge von der injizierenden Schicht und somit von dem mit dieser verbundenen einen Quellenanschluss getrennte Schicht des Strominjektors, die als gegenüberliegende Schicht bezeichnet209849/1 102Δ4.Δ.ΗΌ /-75- PHN. 5476.wird, sich auf der erwähnten einen Seite des Körpers und der injizieren- > den Schicht gegenüber erstreckt, während die gegenüberliegende Schicht über einen diese Schicht begrenzenden gleichrichtenden Uebergang Ladungsträger aus einer angrenzenden Schicht des Strominjektors absaugt und so einen Strcsnempfängt, der als Einstellstrom für mindestens eine mit der gegenüberliegenden Schicht verbundene Zone eines der Schaltungselemente dient, welche Zone nachstehend als einzustellende Zone bezeichnet wird.5. Integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche« dadurch gekennzeichnet, dass der Strominjektor eine Dreischichtenstruktur ist, bei der die injizierende Schicht und die sammelnde dritte Schicht Halbleiterschichten vom einen Leitfähigkeitstyp sind und die Zwischenschicht vom anderen Leitfähigkeitstyp ist, wobei die einzustellende Zone zu der sammelnden dritten Schicht des Strominjektors gehört.6. Integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass der Strominjektor eine Fünfschicht tenstruktur ist, bei der die an die sammelAde. dritte Schicht grenzende vierte Schicht des Strominjektors eine Halbleiterschicht vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Zwischenschicht ist, wobei die dritte Schicht Ladungsträger in die vierte Schicht injiziert und die fünfte Schicht über einen diese fünfte Schicht begrenzenden gleichrichtenden Uebergang Ladungsträger aus der vierten Schicht kollektiert und so einen Strom empfängt, der als Einstellstrom für die einzustellende Zone des einen Schaltungselements dient.7. Integrierte Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht und die vierte Schicht des Strominjektors in dem Körper ein ununterbrochenes Gebiet von gleichen Leitfähigkeitstyp bilden.209849/ 1102U /-76- PHN. 5476.Ö* Integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche*dadurch gekennzeichnet, dass der Strominjektor mit Mitteln zur Steuerung des von der einzustellenden Zone zu empfangenden Einstellstroms versehen ist.9· Integrierte Schaltung nach den Ansprüchen θ und 6 oder 7» üadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des von der einzustellenden Zone zu empfangenden Einstellstroms eine wenigstens zeitweilig leitende Verbindung zwischen der sammelnden dritten und einer daran grenzenden Schicht des Strominjektors vorgesehen ist.10. Integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden erwähnten mit einem tyuellenansehlußs verbundenen Schichten des StröiÄirtjektbris an eine Seite des Körpers grenzt, die der eiheri Seite* auf der sieh die genannten Schaltungselemente befinden* gegenüber liegti 11; Integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu der an die einzustellende' Zone grenzenden Schicht des Strominjektors, aus der diese Zone Ladungsträger kollektiert, eine weitere' Zone des einen Schältiirigse lenient s gehört. 12, Integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet j dass die einzustellende Zone eiiiiri r£eil eiiies Transistors mit mindestens zwei Mäuptelefetroden ühd ttiindesiöns einer Steuerelektrode bildet.i 3· Integrierte Schaltung nach den Ansprüchen ΪΪ und i£j dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor ein Bipolartransistor ist* wüisSi äi§ einzustellende Zone die Basiszone des Transistors bildet. 14. Integrierte Schaltung nach Anspruch 13» dadurch gekenfijseich'-net, dass die an die Basiszone des Transistors grenzende Schicht άέ'έ209849/1102-77- ' PHN. 5476.Strominjektors die -Emitterzone des Transistors bildet. 15· Integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Schaltungselement vorhanden ist, das eine einzustellende Zone enthält, die durch Sammlung von Ladungsträgern über einen diese Zone begrenzenden gleichricntenden Uebergang aus derselben Schicht des Strominjektors, aus der auch die einzustellende Zone des einen Schaltungselements Ladungsträger kollektiert, Einstellstrom empfängt.16. Integrierte Schaltung nach Anspruch 15 und einem der Ansprüche 12, 13 oder 14» dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens praktisch alle Transistoren der Schaltung einzustellende Zonen aufweisen, die auf entsprechende Weise wie die einzustellende Zone des einen Schaltungselements mit Hilfe der injizierenden Schicht und der Zwischenschicht des Strominjektors Einstellstrom empfangen.17· Integrierte Schaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anzahl der genannten Transistoren alle benötigten Einstelletröme mit Hilfe der injizierenden Schicht und der Zwischenschicht des Strominjektors empfangen.18. Integrierte Schaltung nach den Ansprüchen 10 und 15» 16 oder 17» dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht des Strominjektors als Bezugspotentialfläche für wenigstens einen Teil der integrierten Schaltung ausgebildet ist, wobei diese Zwischenschicht alle mit Hilfe dieser Zwischenschicht mit Einstellstrom zu versehenden einzustellenden Zonen von auf der erwähnten einen Seite des Körpers liegenden Schaltungselementen des erwähnten Teiles der integrierten Schaltung von einer oder mehreren auf der gegenüberliegenden Seite des Körpers befindlichen Injizierenden Schichten trennt.209849/1102-78- ' PHN. 5476.19· Integrierte Schaltung nach Anspruch I4 und einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiszonen einer Gruppe von Transistoren ihren Einstellstrom dadurch empfangen, dass Ladungsträger aus derselben zu dem Strominjektor gehörigen Schicht kollektiert werden, die eine den Transistoren der Gruppe gemeinsame Emitterzone bildet.20. Integrierte Schaltung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anzahl Transistoren der Gruppe Mehrkollektorentransistoren sind, die mindestens zwei Kollektoren enthalten, die an eine diesen Kollektoren gemeinsame Basiszone grenzen.21. Integrierte Schaltung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kollektor eines ersten Transistors der Gruppe über das Muster von Leiterbahnen mit der Basis eines zweiten Transistors der Gruppe verbunden ist, wodurch diese beiden gleichstromgekoppelten Transistoren in Kaskade geschaltet sind.22. Integrierte Schaltung nach Anspruch 21, insbesondere für logische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Transistor der Gruppe mit seiner fimitter-Kollektor-Strecke zu der Ernitter-Kollektor-Strecke des erwähnten ersten Transistors parallel geschaltet ist, wobei die Kollektoren des weiteren Transistors und des ersten Transistors über das Muster von Leiterbahnen miteinander verbunden sind.23. Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl einzustellender Zonen an die erwähnte eine Seite des Körpers grenzen und sich in derselben Halbleiterschicht vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp erstrecken, die einen Teil des Strominjektors bildet, wobei sich zwi-209849/1 102-79- PHN. 5476.sehen wenigstens zwei dieser einzustellenden Zonen eine zu der letzteren Schicht gehörige Oberfläehenzone erstreckt, die höher als diese einzustellenden Zonen dotiert ist.24. Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl einzustellender Zonen an die erwähnte eine Seite des Körpers grenzen und sich in derselben Halbleiterschicht vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp erstrecken, die einen Teil des Stroininjefctors bildet, wobei zwischen wenigstens zwei dieser einzustellenden Zone eine wenigstens teilweise in den Körper versenkte Isolierschicht liegt, die sich von der erwähnten einen Seite des Körpers her in der Hälbleiterschicht über wenigstens einen 'i'eil der "Dicke dieser Halbleiteraehicht erstreckt.25. Integrierte Schaltung nach den Ansprüchen 3 und 1'4-i öder naöh den' Ansprüchen 3 und I4 und einem oder mehreren der Afiäprüehe 15» 16» Π» 19» 20, 21 * 22, 23 und 24, dadurch gekennzeichnet» dass die einzustellende Zone des einen Schaltungselements die Basiszone eines Transistors bildet, von dein ein Kollektor an der erwähnten einen Seite des Körpers liegt, welcher Kollektor, auf diese eine Seite gesehen* völlig auf der Basiszone liegt, wobei die Basiszone eine ÖberflächÖhzohe vom einen Leitfähigkeitstyp ist, die rings um den Kollektor äh die erwähnte einä Seite des Körpers grenzt und sieh von dieser eineri Seite des Kör= pers her in der Emitterzone des Transistors erstreckt j wobei diese* Emitterzone zu dem genannten Gebiet vom anderen Leitfähigkiitgtyp gehört *:-,.. - . . . -26. . Integrierte Schaltung nach den Ansprüchen 25 und I^ öder nach den Ansprüchen 25 und 19 und einem oder mehreren der Afispr'Üche' 20 bis 24j dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Körper ein Halb-209 849/1 1 0 2-80- PHN. 5476.leiterkörper vom anderen Leitfähigkeitstyp ist, der sowohl das genannte Gebiet als auch die geraeinsame Emitterzone bildet und der auf der erwähnten einen Seite eine Überflächenschicht mit einer niedrigeren Dotierungskonzentration als der übrige angrenzende Teil des Körpers (als Substrat bezeichnet) aufweist, wobei alle Halbleiterzonen der Schaltungselemente und des Strominjektors an die von dem Substrat abgekehrten Oberfläche der Oberflächenschicht grenzen.27. Integrierte Schaltung nach Anspruch 25 und einem oder mehreren der Ansprüche I5 bis 24, oder nach Anspruch 26 und einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der injizierenden Schicht die Form einer auf der erwähnten einen Seite des Körpers liegenden bandförmigen Oberflächenzone vom einen Leitfähigkeitstyp aufweist, längs deren mehrere von ihr getrennte einzustellende Zonen nebeneinander liegen.26. Integrierte Schaltung nach Anspruch 25 und einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 24 oder nach Anspruch 26 und einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 24» dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der injizierenden Schicht die Form einer gitterförmigen Oberflächenzone aufweist, die an die erwähnte eine Seite des Körpers grenzt, wobei eine Anzahl einzustellender Zonen in den von der gitterförmigen Oberflächenzone umgebenen Teilen des genannten Gebietes vom anderen Leitfähigkeitstyp an die erwähnte eine Seite des Körpers grenzen. 29. Integrierte Schaltung nach Anspruch 23 und Anspruch 27 oder28, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der einzustellenden Zonen auf der erwähnten einen Seite des Körpers praktisch völlig von einer Kombination aus einem Teil der injizierenden Schicht und der erwähnten höher dotierten Oberflächenzone umgeben ist.209849/1 102-81- PHN. 5476.30. Integrierte Schaltung nach Anspruch 24 und Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der einzustellenden Zonen auf der erwähnten einen Seite des Körpers praktisch völlig von einer Kombination aus einem Teil der injizierenden Schicht und der erwähnten versenkten Isolierschicht umgeben ist.31. Integrierte Schaltung nach Anspruch 4j dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegende Schicht des Strominjektors, die Ladungsträger aus einer angrenzenden Schicht des Strominjektors kollektiert, auf der erwähnten einen Seite des Körpers über das Muster von Leiterbahnen mit der einzustellenden Zone des einen Schaltungselements verbunden ist, über welche "Verbindung dieser Zone Einstellstrom zugeführt wird.32. Integrierte Schaltung nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Schaltungselement eine einzustellende Zone enthält, die über das Muster von Leiterbahnen mit der ,".egenüberliegenden Schicht des Strominjektors verbunden ist und die auf gleiche tfeise wie die einzustellende Zone des einen Schaltungselements über diese Verbindung Einstellstrom empfängt.33· Integrierte Schaltung mit einem mehreren Schaltungselementen gemeinsamen Körper, dadurch gekennzeichnet, dass an eine Oberfläche des Körpers ein Halbleitergebiet vom einen Leitfähigkeitstyp grenzt, in dem sich eine langgestreckte streifenförmige Oberflächenzone vom anderen Leitfähigkeits'typ, z.B. als 'feil eines Kanalsystems oder eines Gitters, erstreckt, welche Oberflächenzone mit dem angrenaenden Gebiet einen pn-Uebergang bildet, wobei ferner auf mindestens einer der langen Seiten dieser streifenförmigen Oberflächenzone mehrere nebeneinander liegende, voneinander und von der streifenförmigen Zone getrennte Oberflächenzonen209849/1102-82- ' PHN. 5476.vom anderen Leitfähigkeitstyp an die Oberfläche grenzen, die einzustellende Zonen von Schaltungselementen der Schaltung und vorzugsweise einzustellende Basiszonen von Bipolartransistoren bilden, wobei das Gebiet und die streifenförmige Oberflächenzone mit je einem Anschluss versehen sind, um den erwähnten pn-Uebergang zum Injizieren von Minoritätsladungsträgern in das Gebiet in der Durchlassrichtung einzustellen, wobei die einzustellenden Zonen dadurch einen Einstellstrom empfangen, dass Ladungsträger aus dem Gebiet über die pn-Uebergänge, die dieses Gebiet mit den einzustellenden Zonen bildet, kollektiert werden. 34· Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der voran- . gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungselemente eine binäre Speicherschaltung mit einer Gruppe von Kippschaltungen in einem Matrixmuster bilden, wobei jede Kippschaltung einen ersten und einen zweiten Transistor enthält, deren Basis-Elektroden mit dem Kollektor jeweils des anderen Transistors verbunden sind, derart, dass die Kippschaltung sich in zwei verschiedenen Informationszuständen befinden kann, in denen einer der Transistoren leitend und der andere gesperrt ist, oder umgekehrt, welche Kippschaltung ferner einen dritten und einen vierten Transistor enthält, deren Kollektoren mit den Basis-Elektroden des ersten bzw. des zweiten Transistors verbunden sind und deren Basis-Elektroden ein Signal zugeführt werden kann, in Abhängigkeit von dem von einem einer Spalte von Kippschaltungen gemeinsamen ersten und zweiten Schreibleiter geführten Signal, wobei die Emitter der vier Transistoren mit einem Punkt festen Potentials verbunden sind und die Basis-Slektroden des ersten und des zweiten Transistors über je einen u*rominjektor mit einer allen Kippschaltungen gemeinsamen Speiseleitung verbunden sind, während die Basis-Elektroden des dritten und des vierten Transistors über2098A9/1102-83- PHN. 5476.je einen ähnlichen Strominjektor mit einer einer Reihe von Kippschaltungen gemeinsamen Wählleitung verbunden sind, wobei die Ströme der Stromin joktoren von der Spannung an der Speise- bzw. der Vahlleitung abhängig sind.3ίί· Integrierte Schaltung nach Anspruch 34i dadurch gekennzeichnet, dass die Basis-Elektroden des dritten und des vierten Transistors mit den Kollektoren eines fünften bzw. eines sechsten Transistors verbunden sind, deren Emitter mit den Emittern der übrigen Transistoren und deren Basis-Elektroden mit dem einer Spalte von Kippschaltungen gemeinsamen ersten bzw. zweiten Schreibleiter verbunden sind, \iobei die Basis-Elektroden dieses fünften und dieses sechsten Transistors über je einen Strominjektor mit der gemeinsamen Speiseleitung verbunden sind. 3b. Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche iy bis 3U» dadurch gekennzeichnet, dass mit zu der Gruppe gehörigen Transistoren eine lineare Verstärkerschaltung gebildet ist, die zwei oder mehr gleichstromgekoppelte Transistoren enthält, wobei der Kollektor eines ersten Transistors mit der Basis eines darauffolgenden Transistors verbunden ist, und wobei in der Verstärkerschaltung eine Gleichstromgegenkopplung vorgesehen ist.37· Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprücheiy bis J)O, oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem oder mehreren zu der Gruppe gehörigen Transistoren eine lineare Verstärkerschaltung gebildet wird, die zwei oder mehr gleichstromgekoppelte Transistoren enthält, wobei die Basiszone eines ersten Transistors der Gruppe zugleich eine der Hauptelektroden eines lateral ausgeführten komplementären Transistors bildet, und wobei eine Gleichstromkopplung angebracht ist, die dem Kollektor des ersten Transistors einen Gleichstrom entnimmt, der der209849/1102-84- PHN. 5476.anderen Hauptelektrode des lateralen Transistors zugeführt wird. 38. Integrierte Schaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der einzustellenden Zonen auf der erwähnten einen Seite des Körpers praktisch völlig innerhalb eines injizierenden Gleichrichterübergangs ihres Strominjektors und bzw. oder der höher dotierten Oberflächenzone oder mehrerer solcher Zonen eingeschlossen ist. 39· Integrierte Schaltung nach Anspruch 23 oder 38, dadurchgekennzeichnet, dass mindestens eine der einzustellenden Zonen dabei an die höher dotierte Oberflächenzone oder an mehrere solcher Zonen grenzt.40. Integrierte Schaltung nach Anspruch 23» 38 oder 39» dadurch gekennzeichnet, dass die höher dotierte(n) Oberflächenzone(n) sich von der erwähnten einen Seite des Körpers in der Halbleiterschicht und quer zu deren Schichtrichtung völlig durch diese Halbleiterschicht hindurch erstreckt (erstrecken).41. Integrierte Schaltung nach Anspruch 24» dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der einzustellenden Zonen auf der erwähnten einen Seite des körpers praktisch völlig innerhalb eines injizierenden Gleichrichterübergangs ihres Strominjektors und bzw. oder der oder mehrerer wenigstens teilweise in den Körper versenkten Isolierschicht(en) eingeschlossen ist und vorzugsweise an die Isolierschicht(en) grenzt.42. Integrierte Schaltung nach Anspruch 24 oder 41> dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens teilweise in den Körper versenkte(n) Isolierschichten) sich quer zu der Schichtrichtung der Halbleiterschicht praktisch völlig durch diese Halbleiterschicht hindurch erstreckt (er-strecken).43. Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die injizierende Schicht209849/ 1102praktisch homogen dotiert ist und sich, von der erwähnten einen Seite her gesehen, unterhalb der ganzen einzustellenden Zone erstreckt. 44· Integrierte Schaltung nach Anspruch 43» dadurch gekennzeichnet, dass die praktisch homogen dotierte injizierende Schicht sich als eine gemeinsame Schicht unterhalb mehrerer einzustellender Zonen erstreckt.45. Integrierte Schaltung nach Anspruch 44» dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht des Strominjektors eine an die erwähnte eine Seite grenzende Oberflächenschicht vom anderen Leitfähigkeitstyp ist, in der ein oder mehrere an den mit der injizierenden Schicht gebildeten Gleichrichterübergang grenzende vergrabene Gebiete vom anderen Leitfähigkeitstyp mit einer höheren Dotierungskonzentration vorhanden sind, welche vergrabenen Gebiete unterhalb jeder der einzustellenden Zonen eine Oeffnung frei lassen, in der ein Teil der Zwischenschicht mit einer niedrigeren. Dotierungskonzentration als die vergrabenen Gebiete bis zu dem Gleicfi riehterÜbergang mit der injizierenden Schicht reicht.46. Integrierte Schaltung nach Anspruch 45» dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der unterhalb einzustellender Zonen liegenden Oeffnungen eine verschiedene Grosse haben.47· Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 30 oder 32 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens eine der einzustellenden Zonen die Oberfläche des Gleichrichterübergangs des Strominjektors, über die beim Zuführen von Einstellstrom praktisoh alle Ladungsträger injiziert werden, die von der betreffenden einzustellenden Zone gesammelt werden, grosser als für eine oder mehrere andere der einzustellenden Zonen ist.48. Integrierte Schaltung nach den Ansprüchen 3 und 47» daduroh gekennzeichnet, dass für mindestens zwei einzustellende Zonen auf der er-209849/11022MkMiwähnten einen Seite die Randlänge des diesen Zonen zugekehrten Gleichrichterübergangs des Strominjektors verschieden ist.41J. Integrierte Schaltung nach einem oder mehrerender vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Kollektoren der Transistoren durch eine metallhaltige Schicht gebildet werden, (J iο mit der angrenzenden Basiszone einen Schottky-Uebergang bildet.50. Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein an die erwähnte eine Seite grenzendes Halbleitergebiet vom anderen Leitfähigkeitstyp enthält, in dem sich eine oder mehrere Oberflächenzonen vom einen Leitfähigkeitstyp erstrecken, die einzustellende Zonen von Schaltungselementen bilden, wobei mindestens eine Oberflächenzone vom einen Leitfähigkeitstyp mit einem Strominjektor versehen ist, deren Schichten als eine Reihenfolge ineinander genisteter Oberflächenzonen abwechselnden Leitfähigkeitstyps ausgeführt sind.51. Integrierte Schaltung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht des Strominjektors eine Oberflächenzone vom anderen Leitfähigkeitstyp ist, die sich in einer zu der erwähnten einen Seite praktisch parallelen .Richtung über einen derartigen Abstand erstreckt, dass innerhalb des Körpers eine ununterbrochene Verbindung zwischen dieser Zone und dem Halbleitergebiet vom anderen Leitfähigkeitstyp vorhanden ist.52. Integrierte Schaltung nach Anspruch 21 oder nach Anspruch 21 und einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 51» dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Kollektorausgänge der Schaltung über die Emitter-Kollektor-Strecke eines lateral ausgeführten komplementären Transistors mit einem Anschlusspunkt zum Anlegen exnes verhältnismäasig gros-209849/1102-87- PHN. 5476.sen ausserhalb des Spannungsbereiches des Strominjektors liegenden Potentials verbunden ist, wobei die Basis des komplementären Transistors durch die Zwischenschicht des Strominjektors gebildet wird, und wobei der Emitter dieses Transistors durch Absaugen von Ladungsträgern aus dieser Zwischenschicht Einstellstrom empfängt.53· Integrierte Schaltung nach Anspruch 21 oder nach Anspruch 21 und einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 51» dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gleichstromkopplung zwischen einem der Kollektorausgänge der Schaltung und der Basiszone eines weiteren Transistors vorhanden ist, wobei eine Hauptelektrode dieses weiteren Transistors durch die Zwischenschicht des Strominjektors gebildet wird, während die andere Hauptelektrode mit einem Anschlusspunkt zum Anlegen eines verhältnismässig grossen ausserhalb des Spannungsbereiches des Strominjektors liegenden Potentials verbunden ist.54· Integrierte Schaltung nach Anspruch 53» dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte eine Hauptelektrode des weiteren Transistors den Kollektor und die andere Hauptelektrode den Emitter bildet. 55· Integrierte Schaltung nach den Ansprüchen 52 und 53» oder52 und 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Emitter-Kollektor-Strecke des komplementären Transistors einen Teil der Gleichstromkopplung zwischen dem Kollektorausgang der Schaltung und der Basiszone des weiteren Transistors bildet.56. Integrierte Schaltung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine binäre Speicherschaltung mit einer Gruppe von Kippschaltung in einem Matripcnuster gebildet ist, wobei jede Kippschaltung einen ersten und einen zweiten Transistor enthält, deren Basis-Elektroden mit dem Kollektor des anderen Transis-209849/1102-88- PHN. 5476.tors derart verbunden sind, dass die Kippschaltung sich in zwei verschiedenen Informationszuständen befinden kann, wobei einer der Transistoren leitend und der andere gesperrt ist, oder umgekehrt, und wobei zum Zuführen von Einstellstrom zu den Basis-Elektroden dieser Transistoren ein Strominjektor vorgesehen ist, wobei die Zwischenschicht des Strominjektors eine den ersten und den zweiten Transistoren wenigstens einer Spalte von Kippschaltungen gemeinsame Emitterzone bildet, und wobei die Basis-Elektroden des ersten und des zweiten Transistors über je die Emitter-Kollektor-Strecke eines lateral ausgeführten komplementären Transistors mit einem einer Reihe von Kippschaltungen gemeinsamen Lese/Schreibleiter verbunden sind.57· Integrierte Schaltung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiszonen der komplementären Transistoren einer Spalte von Kippschaltungen durch ein gemeinsames Gebiet gebildet sind, das eine Wählleitung für diese Spalte von Kippschaltungen bildet.209849/110 2Leerseite
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