DE3039261A1

DE3039261A1 - Integrierte halbleiterschaltungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3039261A1
Application number: DE19803039261
Authority: DE
Inventors: Kunio Tokyo Seki; Ritsuji Hino Tokyo Takeshita
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-10-26
Filing date: 1980-10-17
Publication date: 1981-05-07
Also published as: IT1134010B; IT8025539A0; MY8600121A; GB2061617A; SG63084G; JPS6331105B2; HK37785A; US4403240A; JPS5662352A; GB2061617B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung (im folgenden als IC bezeichnet) und richtet sich im besonderen auf einen IC, in dem eine Verstärkerschaltung ausgebildet ist.

Bei einem IC, der auf einem Substrat ausgebildete Elemente enthält, ist es notwendig, daß das Substrat auf Massepotential fixiert ist, weshalb das Substrat von den Elementen durch einen pn-übergang getrennt ist.

Andererseits muß auch die Referenzpotentialverdrahtung (Masse) der im IC ausgebildeten Schaltung auf Massepotential fixiert sein, wofür auf dem Substrat einer der Masseverbindung dienender Drahtanschlußstreifen vorgesehen und der Anschlußstreifen mit einer nach außen geführten Leitung des IC (im folgenden oft als externer Anschlußstift des IC bezeichnet) unter Verwendung eines Metallverbindungsteils verbunden wird.

Im allgemeinen wird die Anzahl externer Anschlußstifte des IC durch den Aufbau seines Gehäuses bestimmt. Es ist wünschenswert, die Anzahl externer Anschlußstifte (externer Anschlüsse) bei einer Schaltung, die in Form einer integrierten Schaltung hergestellt ist, möglichst gering zu halten. Unter diesem Gesichtspunkt wurden bislang der Drahtanschlußstreifen für die Erdung der Schaltung und der Drahtanschlußstreifen für die Erdung des Substrats auf dem Substrat in Form eines gemeinsamen Drahtanschlußstreifens ausgebildet und die-5 ser gemeinsame Anschlußstreifen mit einem externen Anschlußstift des IC über ein Metallverbindungsteil· verbunden, womit er auf dem Massepotential· einer aus einer gedruckten Schaltung oder dergl·eichen bestehenden eiektronischen Vorrichtung gehaiten werden konnte.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß es bei Verwendung des IC für eine Niederfrequenzverstärkerschaltung durch den end—

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lichen Widerstand, den das den gemeinsamen Anschlußstreifen mit den externen Anschlußstiften verbindende Metallverbindungsteil hat, zu einer Verschlechterung des Verzerrungsfaktors der Niederfrequenzverstärkerschaltung kommt. Da etwa.als Ausgangsstrom ein starker Strom von einem Referenzpotential zu Massepotential in der Schaltung, die in Form einer integrierten Schaltung aufgebaut ist, fließt, unterliegt nämlich wegen des endlichen Widerstands, den die Metallverbindung besitz, das Referenzpotential im IC Schwankungen, wodurch auch das Substratpotential verändert wird. Eine durch den Ausgangsstrom bewirkte Veränderung des Substratpotentials verschlechtert den Verzerrungsfaktor des Ausgangssignals der Niederfrequenz vers tärkers chaltung.

Wenn man die Verhältnisse im einzelnen in Bezug auf einen IC erläutert, der eine Niederfrequenzverstärkerschaltung enthält, die wenigstens einen Ausgangsverstärkerschaltungsteil und einen Eingangsverstärkerschaltungsteil aufweist, so ist die Referenzpotentialleitung des Ausgangsverstärkerschaltungsteils von der Referenzpotentialleitung des Eingangsverstärkerschaltungsteils des IC getrennt, um zu verhindern, daß die Eingangsseite durch Referenzpotentialschwankungen beeinträchtigt wird, die durch starke Ströme im Ausgangsverstärkerschaltungsteil verursacht v/erden, wobei Drahtanschlußstreifen und nach außen führende Leitungen zur individuellen Erdung der beiden Schaltungsteile vorgesehen sind.

Wenn das Substrat mit dem Anschlußstreifen zur Erdung der Ausgangsverstärkerschaltung verbunden ist, fließt in diesem Fall der Ausgangsstrom durch das Metallverbindungsteil auf der Ausgangsseite und die nach außen geführte Leitung.

Da jedoch das Metallverbindungsteil einen endlichen Widerstand aufweist, unterliegt infolge des Ausgangsstroms die Referenzpotentialleitung der Ausgangsverstärkerschaltung und damit das Substratpotential Schwankungen. Schwankungen des Substratpotentials werden durch eine parasitäre Kapazität, die sich zwischen einem Bereich, wo der Eingangstransistor ausgebildet ist, und dem Substrat in diesem Bereich ausbildet,

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rückgekoppelt, und die so rückgekppelten Signale überlagern sich den Eingangssignalen und verschlechtern den Verzerrungsfaktor.

Wenn andererseits das Substrat mit den Drahtanschlußstreifen zur Erdung der Eingangsverstärkerschaltung verbunden ist, fließt über einen pnp-Lateraltransistor, der eine allgemein verwendete quasi-komplernentäre Gegentaktschaltung bildet, ein Leckstrom in das Substrat. Der Leckstrom fließt durch das Meta11verbindungsteil auf der Eingangsseite und die nach außen führende Leitung. Da das Metallverbindungsteil wiederum einen endlichen Widerstand hat, verändert sich das Potential auf der Referenzpotentialleitung des Eingangsverstärkerschaltungsteils durch den in das Substrat fließenden Leckstrom, so daß der Verzerrungsfaktor verschlechtert wird.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung zur Verwendung in Niederfrequenzverstärkerschaltungen, die mithilft, den Verzerrungsfaktor zu senken.

Zur Einschränkung der Schwankungen eines Referenzpotentials, die sich infolge eines Stroms, der von einem mit einem Referenzpotential der Niederfrequenzverstärkerschaltung verbundenen Masseanschlußstreifen auf Massepotential fließt, auf das Substrat übertragen, ist gemäß der Erfindung ein Drahtanschlußstreifen auf dem Substrat zu seiner Erdung ausgebildet, wobei dieser von dem oben erwähnten Drahtanschlußstreifen für die Erdung getrennt liegt, und ferner der Drahtanschlußstreifen zur Erdung des Substrats mit der geerdeten externen Leitung (externer Anschlußstift) über ein zweites MetaIlverbindungsteil verbunden.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist

Figur 1 ein Schaltbild einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

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Figur 2 eine Draufsicht dieser integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung,

Figur 3 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab dieser integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung längs Linie III-III der Figur 2,

Figur 4 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab dieser integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung längs Linie IV-IV der Figur 2, und

Figur 5 eine Draufsicht einer integrierten Halbleiterschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Schaltung und des konkreten Aufbaus des IC für Niederfrequenzverstärker.

Der Tr ist ein sogenannter monolithischer IC, der aus einem einzigen Siliziumhalbleitersubstrat besteht. Der durch eine strichpunktierte Linie umrandete Teil ist in einem Halbleiterchip ausgebildet. P- bis Pg bezeichnet nach außen gezogene Leitungen, d.h. externe Anschlußstifte (externe An-Schlüsse), die im Gehäuse des IC vorgesehen sind.

Die in Form einer integrierten Schaltung gemäß der Erfindung aufgebaute Niederfrequenzverstärkerschaltung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 1 erläutert.

Die Niederfrequenzverstärkerschaltung besteht aus einer 5 Eingangsverstärkerschaltung A- zur Verstärkung der Eingangssignale, einer Treiberschaltung A_, die das Ausgangssignal der Eingangsverstärkerschaltung erhält und die nachfolgende Stufe ansteuert, und einer Ausgangsverstärkerschaltung A->, die durch die Treiberschaltung angesteuert wird, und Ausgangssignale erzeugt.

Eie Eingangsverstärkerschaltung Α., stellt eine pnp-Transistoren Q- bis Q. enthaltende Differenzverstärkerschaltung dar, und wird als Pufferverstärker für die mit der nachfolgenden Stufe verbundene Treiberschaltung A2 verwendet.

Die pnp-Transistoren Q₁ und Q₂, die Darlington-verschal-

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tet sind, sind an ihren Kollektoren geerdet und erhalten über ihre Basen Eingangssignale V , die über eine· nach außen geführte Leitung P^ zugeführt werden.

Die pnp-Transistoren Q-, und Q. sind ebenfalls Darlington-verschaltet und in gleicher Weise an ihren Kollektoren geerdet. Die Basiselektrode des Transistors Q. ist auf O Volt (Massepotential) vorgespannt.

Die Emitterelektroden der Transistoren Q^ und Q-, sind mit der Emitterelektrode des Transistors Q_n. bzw. Qo/ die einen Differenzverstärker bilden, über Widerstände R. und R₁-, verbunden.

Die Kollektorelektrode eines Konstantstromtransistors Qq ist mit den miteinander verbundenen Basiselektroden der

Transistoren Q_c und Q₀ verbunden,
ο ο

Die Basiselektrode des Konstantstromtransistors Q„ erhält über die in Reihe liegenden diodenverschalteten Transistoren Q₁2 ^unä Q₁3 eine Konstantspannung, wodurch die Kollektorelektrode einen Konstantstrom erhält, der durch den mit der Emitterelektrode des Konstantstromtransistors Qg verbundenen Widerstand R^ bestimmt wird. Der Konstantstrom wird den miteinander verbundenen Basen der Transistoren Qr und Q„, die den Differenzverstärker bilden, zugeführt

Eine Versorgungsspannung V wird Basis und Kollektor, die miteinander in Verbindung stehen, des diodenverschalteten 5 Transistors Q₁₂ über die Transistoren Q-jq/ Q-i -j zugeführt, in gleicher Weise gelangt über die Transistoren Q₁₀ und Q₁₁ die Versorgungsspannung V auf den mit der Emitterelektrode des Konstantstromtransistors Qg verbundenen Widerstand R„ und die Lastwiderstände R₁ und R., der Differenztransistoren Qc, Q_D.

Die Lasttransistoren R₁ und R^ sind an den Kollektoren der Differenztransistoren Qr- und Qo vorgesehen, damit man verstärkte Ausgangssignale entgegengesetzter Phasen erhält.

Diodenverschaltete Transistoren Qg, Q₇ sowie Widerstände

₁₁ -i 2' ^i-^e zwischen den Basen der Differenztransistoren Qr, Qg und den Emittern der Transistoren Q₂/ Qo vorgesehen sind, arbeiten so, daß der scheinbare Stromverstärkungsfaktor

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der Differenz transistoren Q₁-, Qo ungefähr auf 1 gesetzt wird. Die Treiberschaltung A₃ besteht aus einer Vorspannungsschaltung, die Transistoren Q₁₄ bis Q₁₆ enthält, einer Differenzschaltung, welche einen Rückkopplungstransistor Q-jg enthält und einer Treiberschaltung, welche Darlingtonverschaltete Transistoren Q_?o, Qy-, enthält und die Ausgangsverstärkerschaltung A-, ansteuert, welche in der nachfolgenden Stufe sitzt.

Die Emitterelektroden eines pnp-Transistors Q₁₇ und eines npn-Transistors Q.. g sind miteinander verbunden, die Kollektoreleketrode des Transistors Q₇ ist über einen Widerstand R.. c- geerdet, und die Kollektorelektrode des Transistors Q₁₈ ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Transistoren Q₁₀ und Q.. verbunden.

Eines der mit der Eingangsverstärkerschaltung A. gewonnenen verstärkten Ausgangssignale wird auf die Basiselektrode des Transistors Q₁₇ gegeben und ein Ausgangssignal an der Kollektorelektrode des Transistors Q₁₇ erzeugt.

Der Transistor Q₁O koppelt einen Gleichstrom zurück und seine Basiselektrode erhält über eine Rückkopplungsschaltung, welche aus Widerständen R_g, Rg und einem Kondensator C-,, die außerhalb des IC verschaltet sind, besteht, ein Mittelpunktspotential des Ausgangsverstärkers A-., wodurch das Mittelpunktspotential des Ausgangsverstärkers A^ auf einen bestimmten Wert 5 gesteuert wird.

Obige Rückkopplungsschaltung wirkt auch dahingehend, daß Wechselströme gegengekoppelt werden.

Was die Darlington-verschalteten Transistoren Q„ und Q„. anbelangt, so erhält die Basiselektrode des Transistors Q₃₀ das Ausgangssignal der Kollektorelektrode des Transistors Q₁₇ der Differenzschaltung, wobei Ausgangssignale an den Kollektorelektroden der Transistoren Q„_o und Q₂₁ mit dem Konstantstromtransistor Q₁₉ als Last erzeugt werden.

Ein Kondensator C, , der zwischen der Basiselektrode des Transistors Q„ und der Kollektorelektrode des Transistors

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- ΊΟ -

Q₂-] angeschlossen ist, verhindert ein Schwingen.

Die Ausgangsverstärkerschaltung A₃ besteht aus einer quasi-komplementären Gegentaktschaltung.

Die Darlington-verschalteten Transistoren Q₂g und Q₂₇ erhalten über ihre Basen die Ausgangssignale der Treiberschaltung A₂ und erzeugen positive Wechselspannungsausgangssignale an den Emitterelektroden.

Der Transistor Q₃₃ dient zur Gewinnung negativer Wechselspannungsausgangssignale in komplementärer Weise bezüglich der Transistoren Q-^ und Q₉₇ und erhält ein Ausgangs signal der Treiberschaltung A₂ über den pnp-Transistor Q^₃/ der einen invertierten Eingang ausbildet.

Die Dioden D., bis D₃ und der Transistor Q₃. bilden eine Schaltung zum Vorspannen der Ausgangstransistoren Q₂₃, Q₂₈, Q₂₆ und Q₂₇.

Ein Niederfrequenzausgangssignal erhält man an einem Punkt, an dem die Emitterelektrode des Transistors Q₂₇ mit der Kollektorelektrode des Transistors Q_?o verbunden ist, über eine nach außen führende Leitung Pg-Bei dieser Schaltung sind Referenzpotentiale der Eingangsverstärkerschaltung A₁ und der Treiberschaltung A₂ über einen Erdungs-Drahtanschlußstreifen 3 (Figur 2) auf der Eingangsseite und über eine nach außen führende Leitung P₃ geerdet, während ein Referenzpotential der Ausgangsverstärkerschaltung 5 A₃ über einen Erdungs-Drahtanschlußstreifen 6 (Figur 2) auf der Ausgangsseite und über eine nach außen führende Leitung Pg und das Substrat über einen Drahtanschlußstreifen 6' (Figur 2) für das Substrat und die nach außen führende Leitung Pg geerdet ist.

Der IC-Aufbau der Niederfrequenzverstärkerschaltung (Leistungs-IC) ist in Figur 2 dargestellt.

In Figur 2 sind gleiche Teile wie in Figur 1 mit den gleichen Bezugszeichen wie dort versehen.

In Figur 2 bezeichnet ein mit der gestrichelten Linie A- umrandeter Abschnitt einen Eingangsverstärkerschaltungsteil, ein mit der gestrichelten Linie A₂ umrandeter Abschnitt einen

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Treiberschaltungsteil und ein mit der gestrichelten Linie A^ umrandeter Abschnitt einen Ausgangsverstärkerschaltungsteil.

1 bis 8 bezeichnen Drahtanschlußstreifen, die mit bestimmten nach ausführenden Leitungen P₁ bis P„ (externen Anschlußstiften) über metallische Verbindungsdrähte 11 bis 18 verbunden sind. 3 bezeichnet einen Erdungs-Drahtanschlußstreifen auf der Eingangsseite, 6 einen Erdungs-Drahtanschlußstreifen auf der Ausgangsseite.

20 bezeichnet einen Halbleiterchip, 10 eine Wanne zur Festlegung des Halbleiterchip 20.

Figur 3 ist eine längs Linie III-III der Figur 2 genommene Schnittansicht in vergrößertem Maßstab eines einen pnp-Transistor bildenden Bereichs, der im Eingangsverstärkungsschaltungsteil des Halbleiterchip ausgebildet ist, Figur 4 eine längs Linie IV-IV der Figur 2 genommene Schnittansicht in vergrößertem Maßstab des Drahtanschlußstreifens für das Substrat,der im Ausgangsverstärkerschaltungsteil ausgebildet ist.

In den Figuren 3 und 4 bezeichnet 10 eine Wanne, 21 ein Substrat (P-SUB), 22 einen n-Trogbereich zur Ausbildung von Elementen, der von einem ρ -Trennungsbereich 21' durch den pn-übergang getrennt ist, 2 3 einen im Trogbereich 22 ausgebildeten p-Bereich, 24 einen im Trogbereich 22 oder im p-Bereich 23 ausgebildeten η -Bereich, 25 eine erste Isolationsschicht, 26 eine erste Aluminiumverdrahtung, die als Elektrode für die auf dem Substrat ausgebildeten Elemente dient und außerdem zur Bewirkung einer bestimmten Schaltungsverdrahtung verwendet wird, 27 einen zweiten Isolationsfilm, der auf der ersten Aluminiumverdrahtung vorgesehen ist, und 2 8 eine zweite Aluminiumverdrahtung zur Bewirkung einer bestimmten Schaltungsverdrahtung. Die zweite Aluminiumverdrahtung ist von der ersten Aluminiumverdrahtung 2 6 durch den zweiten Isolationsfilm 27 getrennt und an die erste Aluminiumverdrahtung 26 durch Löcher angeschlossen, die im zweiten Isolationsfilm 27 ausgebildet sind.

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Die erste Aluminiumverdrahtring 9 ' und die zweite Aluminiumverdrahtung 9 sind in der in Figur 3 gezeigten Weise verbunden, wobei eine Verlängerung derselben wie durch IV angegeben mit der Aluminiumverdrahtung 9 der Figur 4 verbunden ist.

Die im Eingangsverstärkerschaltungsteil A₁ ausgebildeten pnp-Transistoren Q₁ bis Q₄ sind Substrat-pnp-Transistoren, bei denen der n-Trogbereich 22 als Basisbereich, der p-Bereich 2 3 als Emitterbereich und das Substrat 21 als Kollektorbereich dient.

Die mit 6' bezeichnete zweite Aluminiumverdrahtung dient als Drahtanschlußstreifen für das Substrat, und 16' bezeichnet einen metallischen Verbindungsdraht zur Verbindung des Drahtanschlußstreifens 6' mit der nach außen führenden Leitung Pg, die geerdet ist. Der metallische Anschlußdraht 16' ist beispielsweise ein Golddraht.

Das Substrat 21 ist mit dem Drahtanschlußstreifen 6' für das Substrat über die erste Aluminiumverdrahtung verbunden und ist geerdet.

Gemäß der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung fließt der Ausgangsstrom des Ausgangstransistors Q₂Oi der die Ausgangsverstärkerschaltung A^ aufbaut, durch den Erdungs-Drahtanschlußstreifen 6, den metallischen Verbindungsdraht 16 und die nach außen führende 5 Leitung Pg. Daher ändert sich abhängig vom Widerstand (beispielsweise 50 πιΩ) des metallischen Anschlußdrahts 16 das Potential des Erdungs-Drahtanschlußstreifens 6 relativ zum Potential der nach außen führenden Leitung P,-.

Gemäß der Erfindung ist jedoch der Erdungs-Drahtanschlußstreifen 6 mit der nach außen führenden Leitung Pg in einer solchen Weise verbunden, daß der Drahtanschlußstreifen 6' für da£ Substrat getrennt davon vorgesehen ist und dieser mit der nach außen führenden Leitung P_fi durch einen zweiten metallischen Verbindungsdraht 16' verbunden ist.

Da dieser Substrat-Drahtanschlußstreifen 6' so mit der nach außen führenden Leitung P_fi verbunden ist, überträgt

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eine Spannungsänderung, gleichgültig wie sie sich durch den Widerstand des metallischen Verbindungsdrahts und Ausgangsstrom der Ausgangsschaltung ergibt, nicht auf das Substrat. Infolgedessen führt eine solche Spannungsänderung nicht zu einer Änderung des Potentials des Substrats, so daß durch die parasiätre Kapazität, die zwischen dem Basisbereich 22 der pnp-Transistoren Q₁ bis Q. des Schaltungsteils A- und dem Substrat in dem Bereich, v/o die pnp-Transistoren Q.J bis Q, ausgebildet sind, vorliegt, keine Schwankung auf das Eingangssignal rückgekoppelt werden kann. Eine Verzerrung der Eingangssignale kann damit verhindert werden.

Ferner wird ein parasitärer Vertikaltransistor, als dessen Kollektor das p-Substrat dient, im pnp-Lateraltransistor Q^o/ der die Ausgangsverstärkerschaltung A₃ aufbaut, ausgebildet.

Wenn ein Leckstrom i, wie durch eine gestrichelte Linie in Figur 1 angedeutet, vorliegt, fließt dieser vom Substrat über den Drahtanschlußstreifen 6' für das Substrat, den metallischen Vexbindungsdraht 16' und die nach außen führende Leitung P_fi in Massepotential, so daß sich das Potential des Substrats in erster Linie infolge des großen Widerstands desselben ändert.Hinsichtlich der ρηρ-Transistoren Q. bis Q., die in der Eingangsverstärkerschaltung A₁ die auf das Substratpotential empfindlich ist, ausgebildet sind, ist das Substrat in dem Bereich, wo die pnp-Transistoren Q₁ bis Q₄ ausgebildet sind, mit dem geerdeten Drahanschlußstreifen 6' über Aluminiumverdrahtungen 8' und 9 verbunden, die einen Widerstand haben, der sehr viel kleiner als derjenige des Substrats ist.

Dementsprechend werden Änderungen im Substrat in dem Bereich, wo die pnp-Transistoren der Eingangsverstärkerschaltung ausgebildet sind, sehr wenig durch den Leckstrom i beeinflußt, der in das Substrat des pnp-Lateraltransistors Q-o fließt. Daher werden die Eingangssignale durch die Rückkopplung über die parasitäre Kapazität weniger verzerrt.

Ferner ist der Drahtanschlußstreifen 6', mit dem das

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Substrat verbunden ist, räumlich getrennt von dein auf einem Referenzpotential der Ausgangsseite gehaltenen Erdungs-Drahtanschlußstreifen 6 und auch räumlich von dem auf einem Referenzpotential der Eingangsseite gehaltenen· Erdungs-Drahtanschlußstreifen 3 vorgesehen. Der Drahtanschlußstreifen 6' ist mit der nach außen führenden Leitung P_fi der Aus— gangsseite verbunden. Daher fließt der in das Substrat fließende Leckstrom i nicht durch den Drahtanschlußstreifen 3 zur Erdung der Eingangsseite, den metallischen Verbindungsdraht 13 und durch die nach außen führende Leitung P^ auf der Eingangsseite. Infolgedessen verändern sich die Referenzpotential-(Masse-)Leitungen der Eingangsverstärkerschaltung A₁ und der Treiberschaltung A₂ potentialmäßig nicht durch den Widerstand metallischen Verbindungsdrahts 13 oder der nach außen führenden Leitung P₃; eine Verzerrung der Eingangssignale kann damit verhindert werden.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in der Niederfrequenzverstärkerschaltung der Figur 1, d.h. in vergrößertem Maßstab einen Abschnitt des Halbleiterchip der integrierten Schaltung.

In Figur 5 haben gleiche Teile wie in den Figuren 1 bis 4 die gleichen Bezugszeicher» wie do.rt.

In Figur 5 bezeichnet 4 einen Erdungs-Drahtanschlußstreifen, mit dem das Referenzpontential der Eingangsverstärkerschaltung A₁ und der Treiberschaltung A-, verbunden ist, P₃ eine nach außen führende Leitung, die mit Massepontential verbunden ist, 13 einen metallischen Verbindungsdraht, welcher den Erdungs-Drahtanschlußstreifen 3 mit der nach außen führenden Leitung P-. verbindet, 9¹ eine erste Aluminiumverdrahtung, welche mit dem Substrat verbunden ist, 3¹ einen Drahtanschlußstreifen für das Substrat, welcher mit der ersten Aluminiumverdrahtung verbunden ist, und 13' einen metallischen Verbindungsdraht, welcher den Drahtanschlußstreifen 3' für das Substrat mit der nach außen führenden Leitung P-. verbindet.

Der Drahtanschlußstreifen 3' , mit dem das Substrat ver-

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verbunden ist, ist getrennt von den Erdungs-Drahtanschlußstreifen 3 und 6 auf der Eingangs- und Ausgangsseite vorgesehen und mit der nach außen führenden Leitung P-, über den metallischen Verbindungsdraht 13' verbunden.

Daher ändert sich, selbst wenn der Ausgangsstrom des Transistors Q„„ der Ausgangsverstärkerschaltung A-. durch den metallischen Verbindungsdraht 16 und durch die nach außen führende Leitung Pg fließt, das Substratpotential nicht, so daß es nicht zu einer Verzerrung der Eingangssignale kommt.

Ferner ändert sich, wenn der Leckstrom i vom pnp-Lateraltransistor Q„,, der die Ausgangsverstärkerschaltung A^ aufbaut, in das Substrat fließt, das Potential äußerst geringfügig im Substrat in demjenigen Teil, wo die pnp-Transistoren Q., bis Q. der Eingangsverstärkerschaltung A- ausgebildet sind, so daß eine Verzerrung der Eingangssignale vermieden ist, u.z. weil das Substrat in dem Bereich, wo die pnp-Transistoren Q₁ bis Q₄ der Eingangsverstärkerschaltung A- ausgebildet sind, über die erste Aluminiumverdrahtung 9', den metallischen Verbindungsdraht 13' und die nach außen führende Leitung P-. der Eingangsseite geerdet ist, die alle Widerstände haben, die extrem viel kleiner sind als der Widerstand des Substrats zwischen dem Bereich, wo der pnp-Lateraltransistor Q„o ausgebildet ist, und dem Bereich, wo die pnp-Transistoren Q₁ bis Q, ausgebildet sind.

Die Erfindung beschränkt sich in keiner Weise allein auf die oben erwähnten Ausführungsformen, sondern kann in mannigfacher Weise abgewandelt sein.

So wird beispielsweise, selbst wenn der pnp-Transistor in der Eingangsverstärkerschaltung A. ein Lateral-pnp-Transistor ist, eine Änderung des Substratpotentials durch die parasitäre Kapazität zwischen dem Basisbereich und dem Substrat auf die Eingangssignale rückgekoppelt. Durch Vorsehen der erfindungsgemäßen Gestaltung läßt sich eine Verzerrung jedoch vermeiden.

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Neben den Niederfrequenzverstärkerschaltungen kann die Erfindung auch bei allen anderen monolithischen integrierten Schaltungen angewandt werden, die auf einem Halbleiterchip ausgebildet sind, der Drahtanschlußstreifen, metallische Verbindungsdrähte und nach außen führende Leitungen enthält.

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HITACHI, LTD. 17. Oktober 19 80

DEA-25 306

Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung

PATENTANSPRÜCHE

j 1. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung für Ver-Stärkerschaltungen, mit einem Halbleitersubstrat, in welchem Verstärkerschaltungen als 'integrierte Schaltungen ausgebildet sind, einem ersten Drahtanschlußstreifen, welcher auf dem Halbleitersubstrat zur Erdung wenigstens einer der Varstärkerschaltungen ausgebildet ist, und einem nach außen führenden Anschluß, welcher in räumlichem Abstand vom Halbleitersubstrat vorgesehen und elektrisch mit dem ersten Drahtanschlußstreifen über einen ersten Metalldraht verbunden ist, gekennzeichnet durch einen zweiten Drahtanschlußstreifen (6¹·, 3¹), der auf dem Halbleitersubstrat in räumlicher Trennung von dem ersten Drahtanschlußstreifen (6; 3) vorgesehen ist und das Halbleitersubstrat erdet, und einen zweiten Metalldraht (16¹; 13') der den zweiten Drahtanschlußstreifen mit dem nach außen führenden Anschluß (P^; P₃) elektrisch verbindet.

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2. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen elementausbildenden Bereich (22) zur Ausbildung eines die Verstärkerschaltung aufbauenden pnp-Transistors, wobei der elementausbildende Bereich in dem Halbleitersubstrat (21) ausgebildet ist, und eine Verbindungsverdrahtung (9,9* ;9') , welche das Halbleitersubstrat, in dem der elementausbildende Bereich ausgebildet ist, mit dem zweiten Drahtanschlußstreifen (6¹; 3') verbindet, aufweist.
3. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung einen Ausgangs vers tarkerschaltungs teil (A-,) und einen Eingangsverstärkerschaltungsteil (A-), der mit der Eingangsseite des Ausgangsverstärkerschaltungsteils verbunden ist, aufweist und daß der elementausbildende Bereich (22) wenigstens einen Teil des Eingangsverstärkerschaltungsteils bildet.
4. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch

3, dadurch gekennzeichnet , daß der nach außen führende Anschluß (P_g) zur Erdung des Ausgangsverstärkerschaltungsteils (Α.,) vorgesehen ist.
5. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der nach außen führende Anschluß (P-J zur Erdung des Eingangsverstärkerschaltungsteils (A₁) vorgesehen ist.

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6. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsverdrahtung (9,9',-9') mit dem Halbleitersubstrat (21), in dem der elementausbildende Bereich (22) ausgebildet ist, elektrisch verbunden ist und sich aus einer Metallschicht (26,28) zusammensetzt, die sich auf dem Halbleitersubstrat (21) zwischen dem elementausbildenden Bereich und dem zweiten Drahtanschlußstreifen (6¹) erstreckt.

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