Brevet FR2095386A1 — publié le 19720211

L'invention concerne un dispositif semiconducteur comportant un corps semiconducteur dans lequel s'étendent les zones semicon-ductrices d'au moins un premier et un deuxième transistor, isolés l'un de l'autre à l'aide d'une zone d'isolation, alors que le corps semiconduc-5 teur présente une surface pratiquement plane et que le premier ainsi que le deuxième transistor présentent au moins un groupe de trois zones de semiconducteurs successives affleurant la surface, de types de conduction alternés, alors que parmi les deux groupes de trois zones, la deuxième zone s'étend, vue à partir de la surface, jusqu'au-dessous de la première 10 zone et la troisième zone s'étend jusqu'au-dessous de la deuxième zone, tandis que des zones correspondantes des deux groupes sont du même type de conduction. L'invention concerne par ailleurs un procédé de fabrication d'un dispositif semiconducteur de ce genre. De tels dispositifs semiconducteurs comportant deux ou 15 un nombre supérieur de transistors isolés entre eux sont notamment décrits dans "Philips Technical Review" Tome 27, F° 7» 1966, pages 192 à 199. Les circuits intégrés décrits dans cette revue comportent plusieurs transistors n-p-n isolés qui sont du type transversal ou vertical, ce qui signifie que, vu â partir de la surface du semiconducteur, la zone d'émet-20 teur, la zone de base et la zone de collecteur sont situées l'une au dessous de l'autre. Les collecteurs de type n de ces transistors sont formés par des parties d'une couche épitaxiale appliquée sur un substrat de type p. L'isolation mutuelle des transistors seat alors obtenue du d fait que la couche épitaxiale de type n, avec un jeu de zones d'isolation 25 diffusées de type p qui forment ensemble une grille et qui s'étendent â partir de la surface du semiconducteur jusque dans la région de substrat, est divisée en un certain nombre de parties distinctes ou îlots de type n. Airec cette construction, on rencontre dans le corps semiconducteur, lorsque l'on va du premier transistor vers l'autre transistor, deux jonctions 30 p-n qui forment un montage de deux diodes en série et en opposition, de sorte que l'isolation électrique mutuelle des transistors est assurée, du moins pour des tensions inférieures à la tension de claquage de ces diodes. Avec ce circuit intégré connu, une partie importante de la 35 surface du semiconducteur disponible est occupée par les zones d'isolation profondes et de ce fait également larges, de sorte que la surface du semiconducteur disponible pour les composants eux-mêmes, à savoir la surface commune des îlots isolés est limitée. Dans "Electronics", volume 41 » IT*22, du 28 octobre 1968, 40 page 6E (Edition Internationale) est décrit un transistor destiné à être 71 22281 2 2095386 utilisé dans des circuits intégrés, qui occupe beaucoup moins d'espace. Avec ce transistor auto-isolant, la zone de collecteur qui a la forme d'une cuvette et qui entoure complètement la zone de base, sert également pour l'isolation. D'autre part, la zone de base est formée par une partie 5 de la couche épitaxiale entourée par la zone de collecteur, la couche épitaxiale étant dans ce cas du même type de conduction que le substrat. Dans cette zone de base épitaxiale est élaborée une zone d'émetteur dif- J. fusée. Egalement avec cette structure, l'isolation électrique mutuelle des composants est assurée parce que, lorsqu'on va du premier transistor 10 vers l'autre transistor, on rencontre au moins deux jonctions p-n. Avec la structure de transistor décrite en dernier lieu, l'épaisseur de la zone de base sous l'émetteur est notamment tributaire de l'épaisseur de la couche épitaxiale obtenue par croissance. Etant donné que l'épaisseur de la base a une influence importante sur les pro-15 priétés électriques du transistor, comme par exemple sur le facteur d'amplification en courant, la couche épitaxiale doit être appliquée avec soin et présenter une épaisseur uniforme sur tout le disque de semiconducteur. D'autre part, il peut se présenter dans différents cir-20 cuitsy en particulier dans des circuits logiques, que pendant le fonctionnement, la jonction base-collecteur soit polarisée, du moins momentanément, dans le sens direct. Cela peut provoquer, avec les deux structures de transistors décrites, un effet de transistor indésirable parce que dans les deux structures la jonction p-n entre la zone de collecteur 25 et le substrat, par suite de l'isolation exigée, est polarisée dans le sens inverse, de sorte que le substrat peut remplir la fonction de collecteur pour les porteurs de charges injectés à partir de la zone de base dans la zone de collecteur. De cette manière, il peut se présenter de forts courants de fuite vers le substrat. 30 D'autre part, avec les deux sortes de circuits intégrés décrits, une partie importante de la surface disponible du cârps semiconducteur est nécessaire pour la connexion . électrique des différents composants. Maintenant que les techniques de fabrication s»'améliorent et que le nombre de composants par circuit intégré, et de ce fait la complexité 55 du circuit, augmente , la métallisation à l'aide de laquelle les connections électriques sont réalisées occupe une partie de plus en plus grande de la surface. Pour simplifier la configuration de câblages nécessaires et pour diminuer la surface de semfconducteur nécessaire par composant, on 40 a déjà préconisé d'élaborer par exemple des transistors dont les collec- BAD ORIGINAL 71 22281 3 2095386 teurs sont portés au même potentiel dans le circuit, dans la même partie isolée ou îlot du corps semiconducteur, de sorte que ces transistors ont en fait une zone de collecteur commune. Dans de nombreux cas, et en particulier pour des circuits logiques, qui sont constitués généralement 5 par tui certain nombre de circuits-portes identiques, il faut prévoir un compromis suivant lequel les transistors envisagés sont répartis entre un certain nombre d'îlots isolés qui forment chacun une zone de collecteur commune, alors que généralement chaque circuit-porte présente un tel îlot parce qu'autrement il faudrait prévoir de longues traces conductrices 10 pour les liaisons avec les autres composants isolés. Si l'on veut éviter des liaisons croisées, la complexité de la configuration de métallisation augmente, ainsi que la grandeur de la surface nécessaire à cet effet, dans le dernier cas. L'invention vise notamment à fournir tin dispositif semi-15 conducteur comportant des transistors isolés entre eux avec lequel le risque d'effet de transistor parasite est fortement réduit. D'autre part, elle vise à fournir une structure de transistors auto-isolante et avec laquelle la dépendance précitée de l'épaisseur de la zone de base par rapport à l'épaisseur de la couche épitaxiale est évitée, du moins en 20 grande partie. L'invention repose notamment sur l'idée que ce résultat peut être atteint en mettant â profit, au lieu de la zone de collecteur, la zone de base du transistor également comme zone isolante et que dans ce cas on peut obtenir une structure de transistor qui présente d'autres 25 avantages qui seront décrits plus en détails par la suite. Un dispositif semiconducteur du genre envisagé dans le préambule est caractérisé selon l'invention en ce que la deuxième zone du premier transistor présente, à côte de la partie située entre la première et la troisième zone de ce transistor, une partie en forme de cu-30 vette liée à cette partie intermédiaire, de sorte que la deuxième zone entoure pratiquement entièrement la troisième zone du premier transistor dans le corps semiconducteur et forme la zone d'isolation qui, avec la troisième zone du deuxième transistor, forme une jonction p-n isolante entourant au moins pratiquement le premier transistor. 35 Le premier transistor peut être un transistor â effet de champ, alors que la première zone est par exemple annulaire et forme une première électrode de porte, tandis que la troisième zone sert de deuxième électrode de porte. La première zone peut également être une zone qui chevauche localement la partie intermédiaire de la deuxième zone, de 40 sorte que l'on obtient une liaison entre la première et la troisième zone 71 22281 4 2095386 et que ces deux zones forment ensemble l'électrode de porte. Dans les deux cas, la deuxième zone contient l'électrode d'alimentation et l'électrode d'évacuation, ainsi que la région de canal située entre celleB»êi. De préférence, le deuxième transistor est un transistor 5 bipolaire transversal, alors que la première zone de ce transistor est entourée entièrement par la deuxième zone dans le corps semiconducteur. D'autre part, la deuxième zone forme la zone de base du transistor. De préférence entre la première et la troisième zone, la plus petite est choisie comme émetteur et la plus grande comme collecteur. Dans ce cas, 10 la première zone est la zone d'émetteur et la troisième zone la zone de collecteur du transistor bipolaire. Dans une forme de réalisation importante du dispositif semiconducteur conforme â l'invention, le premier transistor est en particulier un transistor transversal bipolaire, alors que la première zone 15 est entourée dans le corps semiconducteur par la partie intermédiaire de la deuxième zone. Dans cette structure, la première et la troisième zone forment également de préférence respectivement la zone d'émetteur et la zone de collecteur du transistor. Avec un dispositif semiconducteur de ce genre, la zone de 20 collecteur du premier transistor n'est nulle part contiguë à la troisième zone du deuxième transistor, zone qui remplit pour le premier transistor le r&le de substrat. Des porteurs de charge qui sont injectés à partir de la zone de base dans la zone de collecteur ne peuvent plus, de ce fait, s'écouler comme courant de fuite vers le substrat. Par contre, en compa-25 raison avec le transistor auto-isolant connu décrit, cette solution exige un peu plus d'espace. Par rapport aux transistors non auto-isolants décrits, on réalise cependant une importante économie d'espace du fait qu'il ne faut pas prévoir de zones d'isolation séparées qui, par suite de tolérances qui doivent être respectées pour l'alignement des différents 30 masques de diffusion, doivent être situées à une grande distance de la zone de base. On a déjà noté que, avec les circuits intégrés connus, décrits, on utilise pour l'isolation mutuelle des composants deux jonctions p-n qui forment un circuit en série et en opposition. Avec le dis-35 positif semiconducteur conforme â l'invention, il n'y a entre le premier et le deuxième transistor qu'une seule jonction p-n isolante, qui à l'état de fonctionnement est polarisée dans le sens inverse. Le substrat du corps semiconducteur peut être utilisé comme connexion par exemple comme connexion d'alimentation du disposi-40 tif, de sorte que dans de nombreux cas, la configuration de métallisation 71 22281 5 2095386 est simplifiée. Les transistors avec une connexion de collecteur commune ne doivent pas être placés dans un ou quelque* îlots, mais sont moins liés à un emplacement du fait-que le substrat forme la zone de collecteur commune. Ils peuvent être situés sans que cela nécessite une plus grande 5 surface,'de telle façon que l'on peut réaliser des circuits intégrés avec une topologie simple, avec une configuration de métallisation de traces conductrices relativement courtes. Lors de la mise au point de l'arrangement des transistors, on peut généralement partir de la métallisation. Une fois que la configuration de métallisation est mise au point, les com-10 posants peuvent être situés par rapport à celle-ci. Ceux-ci, contrairement à ce qui est le cas avec la façon de mise au point usuelle jusqu'à présent, avec laquelle on précise d'abord l'emplacement des composants et l'on met ensuite au point une configuration de métallisation adaptée à cette disposition. 15 D'autre part, il est avantageux, surtout pour l'applica tion dans des circuits logiques, notamment que la jonction "base-collecteur soit constituée de deux parties, La première partie se trouve entre la partie intermédiaire de la zone de "base et de la zone de collecteur. Cette partie contribue en particulier à l'effet de transistor de la struc-20 ture et collecte à l'état de fonctionnementj les porteurs de charge injectés par la zone d'émetteur dans la zone de base. La deuxième partie s'étend entre la partie isolante en forme de cuvette de la zone de base et la zone de collecteur. La deuxième partie forme une diode qui est connectée en parallèle avec la première partie qui constitue la jonction 25 base-collecteur proprement dite du transistor et elle empêche que le transistor soit porté fortement à la saturation de sorte que la vitesse de commutation est augmentée. Toutefois, ce transistor est moins approprié par suite de la longueur relativement grande de la jonction p-n entre la deuxième et la troisième zone, de sorte que la capacité base-collecteur 30 peut être relativement grande, pour des applications pour lesquelles des exigences particulièrement sévères sont posées à l'égard de la vitesse de commutation. D'autre part, l'épaisseur de la zone de base sous la zone d'émetteur est égale à la différence en profondeur de pénétration de deux 35 zones superficielles et indépendantes de l'épaisseur d'une couche épitaxiale éventuelle. Souvent, la partie isolante en forme de cuvette sera con-tiguë à la troisième zone du premier transistor, de sorte que la deuxième zone n'entoure pas séulement la troisième zone dans le corps semiconduc-40 teur, mais est également contiguë à la troisième zone et forme avec 71 22281 6 2095386 celle-ci une jonction p-n. De préférence-, la partie intermédiaire est liée à la surface ou du moins à proximité de celle-ci à la partie isolante en forme de cuvette, alors que la partie intermédiaire s'étend dans une direction 5 parallèle à la surface jusqu'à la partie isolante et joint en cet endroit la partie isolante. La partie intermédiaire forme une partie saillante où un prolongement de la partie isolante en forme de cuvette, ce prolongement s'étendant le long de la surface et au-dessus d'une partie de la troisième zone. 10 La troisième zone du deuxième transistor peut être par exemple une couche épitaxiale appliquée sur un substrat de type de conduction opposé. Dans une forme de réalisation importante du dispositif semiconducteur conforme à l'invention, la troisième zone du deuxième transistor est un substrat du premier type de conduction, sur lequel est appli-15 quée une couche épitaxiale du même premier type de conduction, alors qué la partie isolante en forme de cuvette de la deuxième zone présente une zone superficielle du type de conduction opposé, qui à la surface du corps semiconducteur entoure une partie de la couche épitaxiale et qui s'étend dans le corps semiconducteur jusqu'à une région de l'autre type 20 de conduction présente à la limite entre la couche épitaxiale et le substrat. Dans ce cas, la zone superficielle précitée forme la paroi de la partie isolante en forme de cuvette de la deuxième zone, cette paroi étant contiguë au fond de la cuvette et étant cohérente avec ce fond formé par la région enterrée. La partie située dans cette cuvette de la omicl 25 couche épitaxiale forme la troisième zone du premier transistor. La résistivité de la couche épitaxiale peut être adaptée de façon usuelle aux exigences posées à l'égard des zones de collecteur, tandis que l'on peut utiliser avantageusement un substrat à faible résistance ohmique, dont la résistivité est inférieure à celle de 30 la couche épitaxiale. Le corps semiconducteur peut être muni de façon simple d'un contact du côté du substrat pour pouvoir le porter â un potentiel approprié. La couche épitaxiale précitée peut être une couche composée qui est constituée de deux ou d'un nombre supérieur de couchesépi-35 taxiales du premier type de conduction avec la même résistivités différentes. La présente invention est surtout importante pour des circuits intégrés qui comportent, outre les transistors déjà cités, d'autres composants isolés comme des diodes, d'autres transistors, des transistors 40 du type complémentaire, des transistors â effet de champ, des capacités ». ÊAD û« ^ . D ORIGINAL] 71 22281 7 -2095386 et/ou des résistances. De préférence, dans ce cas, au moins un autre composant est également entouré par une jonction p-n entre une zone isolante en forme de cuvette et la troisième zone du deuxième transistor. La zone isolante en forme de cuvette d'un autre compo- m 5 santepeut uniquement servir pour l'isolation ou faire partie du composant lui-même et par exemple constituer la zone de base d'un deuxième transistor du même genre, une des zones d'une diode ou la zone de collecteur d'un transistor complémentaire. Dans une autre forme de réalisation importante du dispo-10 sitif semiconducteur conforme à l'invention, les zones en forme de cuvette du premier transistor et un ou plusieurs des autres composants sont cohérentes entre elles. De cette façon, on obtient sans métallisation, de façon simple, des liaisons électriques, alors que d'autre part on économise 15 beaucoup d'espace. D'autre part, la partie isolante en forme de cuvette de la deuxième zone peut être mise â profit pour l'établissement d'un contact avec la deuxième zone, ce qui permet également de gagner de l'espace. Une autre forme de réalisation du dispositif semiconducteur conforme à 20 l'invention est caractérisée en ce que sur la surface du corps semiconducteur se trouve une couche isolante, alors que la deuxième zone est munie d'un contact conducteur relié dans une ouverture pratiquée dans la couche isolante avec la partie isolante de la deuxième zone. De préférence, la première zone du premier transistor est 25 entièrement entourée dans le corps semiconducteur par la deuxième zone, en particulier par la partie intermédiaire de cette zone. Dans ce cas, le contour de la première zone du premier transistor suit, de préférence, partout à une distance pratiquement égale, à la surface le contour de la partie intermédiaire de la deuxième zone, 30 du moins pour autant que celle-ci se situe 2 l'extérieur de la partie isolante en forme de cuvette de la deuxième zone. De préférence, ce ne sont pas seulement les coupes avec la surface du semiconducteur de la jonction p-n entre la première zone et la partie intermédiaire et de la jonction p-n entre la partie intermédiaire et la troisième zone, mais 35 également les jonctions précitées elles-mêmes, qui sont pratiquement parallèles entre elles. On obtient ainsi que l'épaisseur de la partie intermédiaire sous la première zone et au bord contigu à la surface de la partie intermédiaire est pratiquement égaler ce qui est avantageux pour les propriétés électriques du transistor, tandis que d'autre part la partie 40 intermédiaire de la deuxième zone et la première zone peuvent être éla- 71 22281 8 2095386 borées à travers la même fenêtre, de sorte qu'il faut moins d'espace et que lors de la fabrication, les opérations pour l'application d'une configuration photographique et, au cas où l'on procède au dopage de la partie intermédiaire dans un milieu non oxydant, on élimine une opération de 5 décapage. La forme de réalisation avec laquelle la première zone et la partie intermédiaire de la deuxième zone sont élaborées par l'intermédiaire de la même fenêtre, est particulièrement effèctive lorsque la partie intermédiaire de la deuxième zone, pour autant qu'elle soit située 10 à l'intérieur de la partie isolante en forme de cuvette, est entourée à la surface en grande partie par la troisième zone, par exemple dans le cas d'une zone rectangulaire, à trois de ses quatre côtés. Souvent, dans les circuits, la base ou en général la zone intermédiaire d'un transistor est reliée à une ou plusieurs résistances. 15 Dans une forme de réalisation importante du dispositif semiconducteur conforme à l'invention, de telles résistances sont intégrées de façon simple, avec le transistor ou les transistors envisagés. Cette forme de réalisation est alors caractérisée en ce que la deuxième zone du premier transistor présente à la surface une partie faisant saillie localement 20 en dehors de la partie isolante en forme de cuvette, alors que la partie saillante est contiguê à la troisième zone du deuxième transistor, et que dans une direction perpendiculaire à la surface, elle s'étend moins loin dans le corps semiconducteur que la partie isolante en forme de cuvette et qu'elle est munie d'un contact de conducteur. 25 Les résistances intégrées soht dans ce cas formées, du moins en grande partie, par les parties saillantes de la deuxième zone situées â l'extérieur de la partie isolante en forme de cuvette, tandis que la partie intermédiaire située à l'intérieur de la partie isolante en forme de cuvette forme la partie active proprement dite de la deuxième 30 zone, c'est-à-dire la partie dans laquelle se produit, lors du fonctionnement, du moins en grande partie, le transport de chargesqui accompagne l'effet de transistor de la structure. Il faut remarquer que le transistor auiio-isolant décrit peut également être utilisé sans second transistor avec un certain nombre 35 des avantages déjà cités et en utilisant un certain nombre des formes de réalisation décrites. Dans ce cas, la région de semiconducteur qui entoure la partie en forme de cuvette isolante de la zone de base, fait partie dèf par exemple, une région de substrat qui sert de couche sous-jacente commune pour le circuit intégré. 40 L'invention concerne également un procédé de fabrication 71 22281 9 2095386 du nouveau dispositif semiconducteur décrit. Ce procédé est caractérisé en ce que, à une surface d'un substrat semiconducteur du premier type de conduction, sont appliqués localement dans une première région superficielle des activants de l'autre type de conduction et en ce que sur la 5 surface précitée est formée une couche épitaxiale du premier type de conduction et, à partir de la surface supérieure, située à l'opposé-du substrat, de la couche épitaxiale, est appliquée une zone superficielle de l'autre type de conduction, cette zone superficielle entourant à la surface supérieure une partie de la couche épitaxiale qui est située au-10 dessus de la première région superficielle, tandis que pendant le traitement thermique utilisé pendant la fabrication, la deuxième partie en forme de cuvette de la zone de base est formée par diffusion d'activants de l'autre type de conduction â partir de la surface supérieure et â partir de la première région superficielle, dans la couche épitaxiale. 15 Les activants peuvent par exemple être appliqués par diffusion ou par implantation d'ions. Dans ce dernier cas, les activants peuvent être appliqués dans la première région superficielle après que l'on ait d'abord fait croître la couche épitaxiale. Lorsqu'on emploie 1'implantatiàn-d'ions, on peut même éviter complètement l'utilisation de 20 la couche épitaxiale et partir d'un cristal dopé de façon homogène. Toutefois, on utilise de préférence une couche épitaxiale. Le substrat peut alors être choisi avec une faible résistance ohmique, ce qui simplifie la connexion électrique du substrat. Dans une forme de réalisation importante du procédé conforme à l'invention, on utilise pour la même raison 25 un substrat dont la couche affleurant la surface présente, du moins à l'endroit de la première région superficielle, une plus forte résistance que la partie restante. Cela présente l'avantage que la concentration des activants de l'autre type de conduction dans la première région superficielle 30 doit être choisie moins élevée pour l'obtention en cet endroit d'une zone de l'autre type de conduction. Pour la partie restante du substrat, on peut alors choisir indépendamment la résistivité basse désirée. De préférence, on applique d'abord à partir de la surface supérieure de la couche épitaxiale les activants . en vue de former la 35 zone superficielle de l'autre type de conduction, tandis qu'ensuite, dans une région superficielle, qui recouvre du moins le bord intérieur de la zone superficielle précitée, est formée la partie intermédiaire de la deuxième zone. Les concentrations en activants pour la zone superfici-40 elle et la partie intermédiaire de la deuxième zone, qui appartient â la 71 22281 10 2095386 région, active du transistor, peuvent alors être choisies indépendamment l'une de l'autre. D'autre part, la concentration dans la zone superficielle sera en général supérieure à celle dans la partie active de la deuxième zone parce que la zone située en premier lieu présente souvent 5 une plus grande profondeur de pénétration. On peut avantageusement utiliser un procédé avec lequel après que l'on ait élaboré la partie intermédiaire de la deuxième zone par l'intermédiaire d'une ouverture pratiquée dans une couche de masquage appliquée sur la surface supérieure de la couche épitaxiale, on applique 10 ensuite par l'intermédiaire d'une ouverture dans la couche de masquage, dont la limitation correspond pratiquement avec celle de la première ouverture des activants , en vue de former la première zone dans le corps semiconducteur. Lors de la diffusion dans un environnement non oxydant, 15 les deux ouvertures peuvent être identiques. S!il se produit pendant la diffusion de la partie intermédiaire de la deuxième zone de l'oxydation, la première fenêtre peut, lorsque la couche de masquage originale est constituée par de l'oxyde, être ouverte par décapage sans utilisation d'un masque de décapage. De ce fait, la fabrication est simplifiée tandis que 20 d'autre part on obtient une structure intéressante avec laquelle l'épaisseur de la partie intermédiaire sous la première zone et le long du bord situé à la surface supérieure est pratiquement aussi grande. La paroi montante de la partie isolante en forme de cuvette de la deuxième zone peut être obtenue entièrement par diffusion à 25 partir de la surface supérieure de la couche épitaxiale. Une autre possibilité est que dans la partie centrale de la première région superficielle on applique des activants présentant un petit coefficient de diffusion, comme par exemple de l'arsenic, et autour du bord de cette région superficielle des activants, /s avec un grand coefficient de diffusion, comme le 30 phosphore. Dans ce cas, le bord montant peut être formé entièrement ou partiellement par diffusion à partir de la première région superficielle. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La fig. 1 est une vue en plan schématique d'une partie 35 d'un premier exemple de réalisation du dispositif semiconducteur conforme à l'invention. La fig. 2 représente schématiquemen-t une coupe suivant le plan II-II indiqué sur la fig. 1. La fig. 3 représente un schéma électrique équivalent sim-40 pie du transistor auto-isolant conforme à l'invention. BAD ORIGINAL** i 71 22281 11 2095386 La fig. 4 est une vue en plan schématique d'une autre forme de réalisation du transistor auto-isolant tel qu'il est utilisé dans le dispositif suivant les figures 1 et 2. Les figures 5 et 6 sont des coupes schématiques respec-5 tivement suivant les plans Y-Y et VI-7I indiqués sur la fig. 4. La fig. 7 est une coupe transversale schématique d'une partie d'un autre exémple de réalisation du dispositif semiconducteur conforme à l'invention. La fig. 8 représente un schéma correspondant à une partie 10 de l'exemple de réalisation selon la fig. 7» La fig. 9 représente un schéma d'un circuit-porte. La fig. 10 est une vue en plan schématique d'une forme de réalisation comme circuit intégré selon l'invention» Les figures 11, 12 et 13 représentent schématiquement des 15 coupes respectivement suivant les plans XI-XI, XII-XII et XIII-XIII indiqués sur la fig. 10. La fig. 14 représente un schéma avec un transistor autoisolant conforme à l'invention. r» Un premier exemple de réalisation est le circuit intégré 20 dont une partie est représentée sur les figures 1 et 2. Ce dispositif semiconducteur comporte un corps semiconducteur 1 dans lequel s'étendent des zones semiconductrices d'au moins un premier transistor et d'un deuxième transistor Tg qui sont isolés l'un de l'autre à l'aide d'une zone d'isolation 2. Le corps semiconducteur 1 présente une surface 3 pratique-25 ment plane et les transistors et T£ comportent chacun au moins un groupe de trois zones de semiconducteurs de types de conduction alternés successives, affleurant la surface 3, à savoir les zones 4» 5 et 6, respectivement 7» 8 et 9« Des deux groupes de trois zones, la deuxième zone 5 respectivement 8 s'étend, vue à partir de la surface 3, jusqu'au-dessous 30 de la première zone 4» respectivement 7 et la troisième zone 6, respectivement 9» jusqu'au-dessous de la deuxième zone 5, respectivement 8. D'autre part, les sones correspondantes des deux groupes, c'est-à-dire les zones 4 et 7» respectivement 5 et 3, respectivement 6 et 9 ont le même type de conduction. 35 Selon l'invention, la deuxième zone 5 du transistor présente, à côté de la partie 10 située entre la première zone 4 et la troisième zone 6, une partie en forme de cuvette 2, liée à cette partie 10, de sorte que la deuxième zone 10, 2 entoure complètement dans le corps semiconducteur la troisième zone 6 et forme la zone d'isolation qui, avec 40 la troisième zone 9 du transistor Tg, forme une jonction p-n isolante 11 f • 71 22281 12 2095386 entourant le transistor . Le transistor -Tg est un transistor auto-isolant avec un corps semiconducteur â la surface duquel affleure une région du premier type de conduction qui comprend trois zones de types de conduction alter-5 nés successives affleurant la surface, alors que la concentration en activants dans la zone centrale de ces trois zones est supérieure â celle dans une partie de la zone extérieure située au-dessous, contiguë à la zone centrale, cette zone extérieure étant appelée par la suite troisième zone, alors que la zone centrale est de l'autre type de conduction et 10 présente, outre la partie qui est située entre les deux zones extérieures, une deuxième partie en forme de cuvette liée à celle-ci, alors que la troisième zone est entourée dans le corps semiconducteur par la zone cea-tral® et que la zone centrale forme avec la région précitée du premier type de conduction une jonction p-n isolante entourant le transistor. 15 L'isolation du transistor est obtenue à l'aide de la zone centrale, dans l'exe»ple envisagé à l'aide de la zone de base 10', 2. Ceci, contrairement à ce qui est le cas avec des transistors auto-isolants connus. Dans ce cas, la zone de collecteur sert également de zone d'is.olation. Cela présente notamment l'avantage que le transistor auto-isolant conforme à l'in-20 vention peut être élaboré dans la région de collecteur d'un transistor du même type. En d'autres termes, le substrat peut servir de collecteur commun (ou ifémetteur commun) pour un certain nombre de transistors d'un type déterminé, tandis que d'autre part, on peut utiliser des transistors isolés de façon simple du même type, alors que les zones correspondantes 25 ont le même type de conduction. Le deuxième transistor Tg est un transistor transversal bipolaire avec lequel la première zone 7 dans le corps semiconducteur est entièrement entourée par la deuxième zone 8. Entre les zones 7 et 9» la zone 7» qui est la plus petite, sert généralement de zone d'émetteur, 30 tandis qu'alors les zones 8 et 9 servent respectivement de zone de base et de zone de collecteur. Dans l'exemple de réalisation envisagé, le premier transistor T^ est également un transistor bipolaire. Dans cp cas, les zones 4;10, 2;6 forment respectivement la zone d'émetteur ou la zone de collec-35 teur, la zone de base et la zone de collecteur ou la zone d'émetteur. Toutefois, le transistor T^ peut être également un transistor à effet dte champ. La zone 4 peut par exemple être de forme annulaire ou présenter, du moins, une géométrie fermée et former une électrode de porte. Les électrodes d'alimentation et d'évacuation peuvent alors être formées par la 40 partie de la zone 10,2 située â l'extérieur et à l'intérieur d'une telle 71 22281 13 2095386 zone annulaire, tandis que la zone 6 peut remplir la fonction de deuxième électrode de porte. Une autre possibilité est par exemple celle où la zone est divisée en deux parties liées entre elles par une région de canal, du fait que la zone 4 recouvre la zone 10 en direction latérale et 5 est liée à la zone 6. La zone de collecteur 6 du transistor bipolaire est entièrement entourée par la zone de base 10,2 et n'est de ce fait nulle part contigue au substrat qui, comme dans les structures connues, peut remplir la fonction de collecteur d'un transistor parasite. Ce point est 10 particulièrement important pour des circuits logiques avec lesquels, comme on le sait, la jonction base-collecteur peut dans certaines circonstances être polarisée dans le sens direct et où des porteurs de charge peuvent être injectés, à partir de la zone de base dans la zone de collecteur. En présence d'un transistor parasite vers le substrat il peut 15 se présenter de forts courants de fuite. Il est évident que ce problème est éliminé avec un transistor du genre du transistor T.^ décrit ci-dessus. ïïn autre point important est que pour le transistor il faut beaucoup moins d'espace que pour un transistor placé de façon usuelle dans un îlot isolé. Ce gain d'espace découle du fait que la par-20 tie active 10 de la zone de base est accolée à la zone d'isolation 11. Par contre, avec la structure usuelle, la zone de base et les zones d'isolation doivent être écartées l'une de l'autre et l'écart doit être d'autre part relativement grand, du fait des tolérances dont il faut tenir compte en rapport avec l'alignement de différents masques de diffusion et des 25 écarts qui peuvent se présenter lors de cet alignement. Contrairement à ce qui est le cas avec des dispositifs semiconducteurs connus comportant des composants isolés entre eux par des jonctions p-n, le dispositif semiconducteur conforme à l'invention ne présente pas de montage en série et en opposition de deux diodes, mais 30 uniquement une seule diode isolante 11. La jonction p-n 11 doit pendant le fonctionnement' être polarisée dans le sens inverse, ce qui, en pratique, se fait presque toujours automatiquement surtout si la zone de collecteur 9 est utilisée comme connexion d'alimentation. En utilisant la zone de collecteur 9 comme connexion. 35 d'alimentation, on peut utiliser dans de nombreux cas une configuration de métallisation plus simple, parce que cette connexion par l'intermédiaire du substrat est disponible pratiquement à n'importe quel endroit à la surface du semiconducteur 3 et peut être reliée par l'intermédiaire de courtes traces conductrices aux différents composants. 40 Du fait que, d'autre part, les transistors la. collecteur 71 22281 H 2095386 commun, comme le transistor ne sont plus liés, comme c'est le cas dans les structures connues , à un îlot isolant, et qu'ils exigent donc moins d'espace et sont moins liés à un emplacement et que d'autre part les transistors isolés prennent moins de place, on peut partir de la mise au point 5 de l'arrangement ou de la topologie de circuits intégrés plus complexes d'une configuration de métallisation, alors que l'emplacement des composants est déterminé par cette configuration de métallisation. Avec les techniques usuelles, on fixe d'abord, compte tenu du fait que l'on veut utiliser aussi efficacement que possible la surface de semiconducteur 10 disponible, la position des composants, après quoi on établit une configuration de métallisation adaptée à la disposition des composants. La jonction base-collecteur du transistor est consti* ' tuée de deux parties 12 et 13. La première partie 12 se trouve entre la partie intermédiaire 10 de la zone de base 10,2 et la zone de collecteur6, 15 Cette partie contribue en particulier à l'effet de transistor et collecte, â l'état de fonctionnement, les porteurs de charge injectés par la zone d'émetteur 4 dans la zone de base. La deuxième partie 13 se trouve entre la partie isolante en forme de cuvette 10 et la zone de collecteur 6 et forme une diode D représentée sur la fig. 3 qui est connectée en parallèle 20 â la jonction base-collecteur active proprement dite 12. La diode D empêche que le transistor soit porté fortement â saturation, ce qui a une influence favorable sur la vitesse de commutation du transistor . L'épaisseur de la zone de base dans la partie active du transistor auto-isolant , c'est-à-dire sous la zone d'émetteur 4 est 25 déterminée par la différence en profondeur de pénétration à partir de la surface 3 des zones 10 et 4. La troisième zone du deuxième transistor, en l'occurrence la zone de collecteur 9 du transistor est un substrat 9a du premier type de conduction sur lequel est appliquée une couche épitaxiale 9h du 30 même premier type de conduction. La zone en forme de cuvette 2 du transistor T.| présente une zone superficielle 2a de l'autre type de conduction qui entoure à la surface du semiconducteur 3 une partie 6 de la couche épitaxiale 9~b et qui «'étend à partir de la surface 3 jusqu'à une région 2b de l'autre type de conduction qui se trouve à la limite entre la couche 35 épitaxiale St et le substrat $&. La zone superficielle 2a forme la paroi montante de la partie isolante en forme de cuvette 2 et est contiguë au fond de cette cuvette formée par la région enterrée 2b. La partie 6 située â l'intérieur de cette cuvette, de la couche épitaxiale, est la zone de collecteur du transistor . 40 La résistivité de la couche épitaxiale 9h peut être adap- BAD ORIGINAL 71 22281 15 2095386 tée de façon usuelle aux exigences â poser à l'égard des zones de collecteur et des jonctions collecteur-hase. Le substrat a de préférence une faible résistance ohmique en rapport avec l'établissement d'un contact â la partie inférieure, alors que l'on désire obtenir une faible résistance 5 séiie. D'autre part, la zone de collecteur 6 peut au besoin être munie d'une zone de contact 14. Pour autant que la tension appliquée au substrat 9a doive être transmise par l'intermédiaire d'une trace conductrice à un des autres composants, cette trace conductrice peut être reliée au substrat, compte tenu d'une configuration de métallisation simple, en un en-10 droit approprié par l'intermédiaire d'une ouverture dans la couche isolante et d'une zone de contact 15» Ces zones 14 et 15 peuvent par exemple être élaborées en même temps que les zones d'émetteur 4 et f. Pour abaisser la résistance série de collecteur, la zone de collecteur du transistor Ti présente une partie enterrée 16. 15 Les différentes zones semiconductrices peuvent être re liées de façon usuelle par l'intermédiaire d'ouvertures dans une couche isolante 17 placée sur la surface de'semiconducteur 3, à. des traces métalliques pour l'établissement d'un contact et/ou l'interconnexion avec d'autres composants du dispositif. Ces traces conductrices ainsi que les 20 ouvertures précitées ne sont pas représentées sur les figures 1 et 2, par souci de clarté. Il est évident que l'on peut également choisir d'autres géométries pour les transistors. C'est ainsi que les figures 4 à 6 représentent une autre forme de réalisation du transistor alors que les par-25 ties correspondantes portent les même références que sur les figures 1 et 2. Dans cette forme de réalisation le contour 20 de la zone d'émetteur 4 suit, à la surface 3f le contour 21 de la partie intermédiaire 10 de la zone de base 10, 2 partout à une distance pratiquement égale. Les contours 20 et 21 sont les coupes avec la surface du semiconducteur 3 res-30 pectivement de la jonction p-n entre la zone d'émetteur 4 et la partie intermédiaire 10 et de la jonction p-n 12 entre la partie intermédiaire 10 et la zone de collecteur 6. D'autre part, non seulement les contours 20 et 21, mais également les jonctions p-n 12 et 22 elles-mêmes sont pratiquement sur toute leur surface parallèles entre elles. Par conséquent, 35 l'épaisseur de la partie intermédiaire 10 au bord et sous la zone d'émetteur 4 est pratiquement égale, ce qui a une influence favorable sur les propriétés électriques du transistor. Dans cette forme de réalisation, la partie isolante 2 en forme de cuvette de la zone de base 10, 2 est mise â profit pour l'éta-40 blissement d'un contact avec la zone de base. Sur la surface 3 du semi 71 22281 16 2095386 conducteur se trouve une couche isolante 23 dans laquelle est pratiquée une ouverture 24. ïïne trace conductrice 25 s'étend sur la couche isolante 23 et par l'ouverture 24 jusqu'à la surface 3 du semiconducteur. Dans l'ouverture 24, la trace conductrice 25 forme une jonction conductrice 5 avec la partie isolante en forme de cuvette 2. D'autre part, l'ouverture 24 est pratiquée dans ce cas de telle façon que la trace conductrice 25 forme à la fois avec la zone de collecteur 6 une jonction de Schottky. Comme on le sait, une telle diode de Schottky entre la base et le collecteur augmente la vitesse de commutation du transistor, alors qu'il faut 10 remarquer â ce sujet qu'une telle diode de Schottky est beaucoup plus effective par suite de sa tension de seuil plus basse que la diode p-n 13 citée ci-dessus. Le fait que le contact de base peut être appliqué sur la partie en forme de cuvette 2, offre notamment l'avantage que la 15 partie active de la zone de base, c'est-à-dire la partie intermédiaire 10, et la zone d'émetteur 4 peuvent être appliquées par l'intermédiaire d'une même ouverture dans une couche de masquage, alors que cette même ouverture peut être utilisée également pour le contact d'émetteur. Outre l'amélioration des propriétés électriques du transistor qui en découle, la fabri-20 cation en est également simplifiée. C'est ainsi que les opérations pour l'application d'une configuration photographique et, si le dopage se fait dans un milieu non oxydant, on économise une. opération de décapage. Pour autant que la partie intermédiaire 10 soit située à l'intérieur de la partie isolante 2, elle est entourée â la surface 25 3 en grande partie par la zone de collecteur 6, de sorte que l'on met à profit le fait que dans ce cas par suite de l'épaisseur de base uniforme le bord du transistor est également actif. D'autre part, on peut encore remarquer que, pour autant que la zone d'émetteur 4 et la partie en forme de cuvette 2 se chevauchent quelque peu, cette partie de la zone d'émetteur 30 n'est généralement pratiquement pas active parce que la partie en forme de cuvette 2 est généralement plus fortement dopée que la partie intermédiaire 10. L'injection de porteurs de charges à partir de la zone d'émetteur se fait principalement dans la partie de la zone de base avec la concentration en éléments dopants la plus faible. 35 Pour être complet, il faut remarquer que lors de la diffusion des impuretés par une ouverture dans une couche de masquage, la profondeur de pénétration est, comme on le sait, dans une direction perpendiculaire à la surface du semiconducteur, supérieure à ce qu'elle est dans une direction parallèle à la surface. C'est-à-dire si la zone de base 40 et la zone d'émetteur sont élaborées par la même ouverture, l'ép»iaseur 71 22281 17 2095386 de "base n'est pas exactement uniforme. La distance entre les jonctions p-n sera généralement un peu plus petite à proximité de la surface, c'est-à-dire au bord â côté de la zone d'émetteur, que sous la zone d'émetteur. . Un autre exemple de réalisation que l'on va décrire 5 en se référant à la fig. 7 comporte un substrat 40 qui est muni d'une couche épitaxiale composée, constituée de deux parties 4"! et 42. Dans le corps semiconducteur se trouve la zone d'émetteur 44» la zone de base 45» 46 et la zone de collecteur 47 d'un premier transistor auto-isolant, qui est séparé par une jonction p-n isolante 48 d'un deuxième transistor du 10 même type àvec une zone d'émetteur 49» une zone de base 50 et une zone de collecteur 40 à 43. A côté de ces deux transistors se trouve un autre composant isolé, en l'occurrence un transistor complémentaire comportant une zone d'émetteur 51 » une zone de base 52 et une zone de collecteur 53» La zone de .collecteur 53 a la forme d'une cuvette et forme une jonction p-n 15 isolante 48 avec la zone de collecteur 40 à 43» Les zones en forme de cuvette 46 et 53 du premier transistor et du transistor complémentaire sont liées entre elles, de sorte que l'on obtient sans métallisation une liaison électrique comme indiqué sur la fig. 8. Les zones de collecteur 47 et 40 à 43 sont toutes 20 deux munies de parties enterrées 54» respectivement 43, en vue d'abaisser la résistance série de collecteur. D'autre part, on a prévu dans la zone de collecteur 47 et dans la zone de base 52 respectivement les zones de contact 55 et 56. L'utilisation d'une couche épitaxiale composée 41 » 42 est en rapport avec 1« mode de fabrication, 25 comme on va l'expliquer par la suite. L'invention est particulièrement importante pour des circuits logiques. Comme exemple de tel circuit, on va décrire en se référant aux figures 9 & 13 un cirêuit-porte.Ce circuit-porte formels sujet de la de-' mande de brevet néerlandais N°70 09090 déposée le 20 juin 1970 au nom de la demanderesse . Le 30 fonctionnement de ce circuit n'est pas important pour la présente invention et c'est la raison pour laquelle on ne le décrira pas plus en détail» ïïn tel circuit-porte peut par exemple servir de module pour l'établissement de circuits logiques plus grands comme par_ exemple des fllp-flops, des comparateurs ou des mémoires. 35 La fig. 9 représente le schéma électrique, tandis que la fig. 10 représente une topologie de ce circuit, alors que les dif- ±1 férents composants dans ces figures sont désignés par des références correspondantes. Le dispositif semiconducteur comporte un corps semi--40 conducteur 70 qui présente un substrat à fâible résistance ohmique 71 sur 71 22281 16 2095386 lequel est appliquée une couche épitaxiale 72 du même type de conduction et avec une résistivité supérieure. Ensemble le substrat 71 et la couche épitaxiale 71 forment la zone de collecteur commune des transistors à et qui peut être portée à un potentiel de réfé-5 rence, par exemple à la masse. Dans l'exemple de réalisation envisagé, le pôle positif de la tension d'alimentation est également relié à l'aide de celle-ci, de sorte que le substrat est po±té au potentiel le plus positif qui se présente dans le circuit. Les transistors d'entrée T11 à T1 ^ comportent chac-10 un une zone de base 73 et une zone d'émetteur 74- Par l'intermédiaire de traces métalliques 76 situées sur la couche isolante 75, qui sont reliées aux zones de base 73 dans des ouvertures pratiqué**, dans la couche isolante, on peut transmettre des signaux d'entrée aux transistors et 15 ïïne trace métallique 77 relie les trois zones d'émetteur 74 avec la zone de base 78» 79 du transistor isolé Cette zone de base présente une partie intermédiaire J8 qui dans le corps semiconducteur entoure une zone d'émetteur 80 et une partie isolante en forme de cuvette 79 lui, avec la zone de collecteur commune 71» 72 forme une 20 jonction p-n isolante entourant le transistor La zone de collecteur 82 du transistor qui est munie d'une zone de contact 83» est entourée complètement dans le corps semiconducteur par la zone de base 78» 79. La partie intermédiaire 78 de la zone de base est liée à la surface du semiconducteur 84 à la partie isolante 79» alors que la partie intermédiaire 25 78 s'étend dans une direction parallèle à la surface 83 jusqu'à proximité de la partie isolante 79 et joint en cet endroit la partie 79. De ce fait, la partie intermédiaire 78 forme un prolongement affleurant la surface du semiconducteur 84, de la partie isolante 79» ce prolongement s'étendant au-dessus de la zone de collecteur 82. 30 La partie isolante 79 est annulaire à la surface du semiconducteur 84 ou présente du moins une géométrie fermée. Cet anneau peut être utilisé pour l'établissement d'un contact avec la zone de base 78, 79. En un endroit choisi judicieusement, la couche .isolante 75 au dessus de la partie isolante 79 peut être munie d'une ouverture 85 par 35 l'intermédiaire de laquelle la trace conductrice 77 est reliée à la zone de base 78, 79» Grâce à cette flexibilité en ce qui concerne l'emplacement du contact métallique de base, la configuration de métallisation peut souvent être simplifiée et être réalisée avec des traces conductrices plus courtes, alors que l'on peut souvent éviter plus facilement des 40 traces métalliques croisées. badorks»*- 71 22281 19 2095386 Comme il ressort du schéma de la fig. 9» la résistance est reliée à la base du transistor Ce fait est mis à profit pour économiser une trace conductrice et l'espace des ouvertures de contact correspondantes dans la couche isolante. La deuxième zone 78>79 5 du transistor présente à la surface 84 une partie 86 faisant saillie localement hors de la partie isolante 79» cette partie saillante 86 étant contiguë à la zone de collecteur commune 71» 72 et s'étendant dans une direction perpendiculaire à la surface du semiconducteur 89 moins loin dans le corps semiconducteur que la partie isolante en forme de cuvette 10 79» Cette partie saillante 86 peut par exemple être élaborée en même temps que la partie intermédiaire "JQ. La partie intermédiaire ?8 située à l'intérieur de la partie en forme de cuvette 79 forme la partie active proprement dite de la zone de base du transistor c'est-à-dire la partie dans laquelle se fait, en fonctionnement, le transport des charges 15 qui est provoqué par l'effet de transistor de la structure, du moins principalement, La résistance R^ est formée, du moins en grande partie, par la partie 86 faisant saillie hors de la partie en forme de cuvette 79« La partie 79 sert donc, outre Insolation du transistor, également à une connex ion à faible résistance ohmique de la partie active de la zone de 20 base et comme connexion à faible résistance ohmique entre la partie active et la résistance R-|-|. Il est évident que, de la même façon, on peut relier plusieurs résistances à la zone de base, comme par exemple le circuit représenté sur la fig. 14» que l'on rencontre souvent, peut être 25 intégré de façon simple, alors que la partie isolante en forme de cuvette remplit la fonction de liaison à faible résistance ohmique entre les deux résistances RgQ et et la zone de base active du transistor T20* La résistance R^ est d'autre part reliée à la borne 30 négative de la sourde de tension d'alimentation. A cet effet, la zone 86 est reliée par l'intermédiaire d'une ouverture dans la couche isolante 75 à une couche métallique 87. La résistance R^g est formée par la zone 88 et est reliée par l'intermédiaire d'une ouverture dans la couche isolante à une 35 trace métallique 89 reliée à la zone d'émetteur 80 du transistor et à la zone d'émetteur 90 du transistor T-jg. La résistance R^ est formée par la zone 91 qui, d'un côté, est liée à la zone 88 et de l'autre côté, à la zone de base 92 du transistor La résistance R^ est formée par une zone 93 liée à la zone de base 92. Par l'utilisation d'une couche métal-40 lique 94, dans l'ouverture 95 pratiquée dans la couche isolante qui se 71 22281 20 2095386 trouve à côté de la zone d'émetteur 90 et en regard de l'ouverture $6, qui se trouve sur la surface du semiconducteur, la valeur de la résistance est mieux déterminée. Par l'intermédiaire de l'ouverture 36 et de la trace métallique 97» la résistance R^ est reliée à un premier 5 émetteur des deux émetteurs 98 d'un transistor à plusieurs émetteurs. Les deux zones d'émetteurs 98 sont entourées dans le corps semiconducteur par une zone de base 99* A cette zone de base 99 sont liées les zones 100 et 101 qui forment respectivement les résistances R^ et Egalement,avec ces résistances, on utilise sur la surface du semiconducteur une couche 10 métallique 102 pour une meilleure définition des valeurs de résistance. Une trace métallique 103 qui relie le deuxième émetteur 98 du transistor T.r à la zone de collecteur 82 du transistor T_ . et forme avec la résis- 15 14 tance R^ la sortie électrique du circuit-porte. La résistance R^2 est reliée par l'intermédiaire d'une ouverture 104 dans la couche isolante â 15 une couche métallique 105 qui, à l'aide d'une zone de contact 106, forme une connexion sur la zone de collecteur commune 71 » 72. Les transistors à. sont d'autre part munis chacun d'une partie enterrée â faible résistance ohmique 107 en vue de réduire la résistance série de collecteur, ces parties à faible résis-20 tance ohmique 107 s'étendant à proximité de la surface limite entre le substrat 71 et la couche épitaxiale 72. En particulier avec un circuit intégré du genre décrit ci-dessus comportant un groupe de transistors avec une zone commune, l'utilisation de l'invention offre d'importants avantages. En premier 25 lieu, on peut dire qu'il faut des régioAs moins isolées que dans les formes de réalisation conventionnelles, de sorte que l'on peut obtenir un rendement plus élevé. D'autre part, en particulier avec un grand nomfcr bre de transistors avec une zone commune, le gain en espace est notable, du fait qu'alors la topologie et la métallisation peuvent être plus 30 simples, par suite du fait que les transistors précités ne sont pas liés à un emplacement et ne doivent pas être placés de façon usuelle dans un îlot isolant commun. Le circuit-porte décrit présente »une configuration de métallisation simple. Un nombre important de liaisons sont réalisées 35 sans traces métalliques, tandis que les composants peuvent être groupés de telle façon que, grâce à la liberté relativement grande à l'égard de la position des contacts des zones isolantes, on peut se contenter de traces métalliques courtes pour les autres liaisons internes. Les dispositifs semiconducteurs décrits peuvent 40 être réalisés à l'aide des techniques usuelles pour le dopage local de 71 22281 21 2095386 matériaux semiconducteurs. A titre d'exemple, on va maintenant décrire la fabrication du dispositif semiconducteur représenté sur la fig. 7* On utilise par exemple au départ un corps en silicium de type n â résistivité d'environ 0,01 ohm.cm, Dans une première 5 région superficielle de ce substrat 40 qui correspond à l'emplacement de la partie enterrée de la zone d'isolation 46, on applique des accepteurs, par exemple du bore. Par exemple, le corps en silicium est muni d'une couche d'oxyde masquante dans laquelle une ouverture est pratiquée â l'aide des techniques de photodécapage usuelles. Ensuite, le corps est 10 placé pendant environ une demi-heure â environ 950*0 dans une atmosphère contenant du bore. Ensuite, on peut pratiquer un chauffage d'environ quatre heures â 1200°C dans une atmosphère oxydante. Ensuite, on fait croître de façon usuelle une couche épitaxiale de type n 41 » ayant par exemple une épaisseur d'environ 6 à 10 microns et d'une résistivité d'en-15 viron 0,3 â 1 ohm.cm. Dans une région superficielle de cette couche épitaxiale qui correspond aux emplacements des parties enterrées 43 et 54» on applique ensuite des donneurs par exemple de l'arsenic ou de l'antimoine, par exemple en chauffant pendant deux heures à environ 1200°C dans une atmosphère contenant de l'arsenic, après quoi le corps est maintenu 20 pendant environ quatre heures â environ 1200°C dans une atmosphère oxydante. Pendant ces opérations et les opérations suivantes, des accepteurs diffusent à partir des parties enterrées dopées à l'aide de bore dans la couche épitaxiale 41• Au stade suivant, on fait croître la couche épi-25 taxiale 42. Cette couche est également en matériau de type n et a environ une épaisseur de 6 microns et également une résiativité d'environ 0,3 à 1 ohm.cm. Dans une région superficielle à configuration fermée, qui correspond à l'emplacement des parois montantes de la partie en forme de cuvette isolante 46 et qui entoure donc une ou plusieurs parties de la 30 couche épitaxiale 41 » 42, qui sont situées au-dessus de la première région superficielle dopée à l'aide de bore, on applique ensuite â partir de la surface supérieure de la couche épitaxiale 42 située â l'opposé du substrat 40 des accepteurs par exemple par diffusion de bore pendant environ une demi-heure à environ 1200°C suivis d'un chauffage dans une 35 atmosphère oxydante pendant environ trois heures à environ 1200°C. La partie intermédiaire 45 et les parties 50 et 51 peuvent être également obtenues par diffusion de bore pendant environ une demi-heure à environ 950°C suivi d'un chauffage d'environ une demi-heure à environ 1180°C dans une atmosphère oxydante. La résistance par 40 carré de ces zones s'élève par exemple à environ 150 ohms. D'autre part, 71 22281 22 2095386 la diffusion de la partie intermédiaire 45 se fait dans une région superficielle qui recouvre au moins le bord intérieur de la zone superficielle de la partie en forme de cuvette isolante obtenue lors de l'opération précédente. 5 Ensuite, on élabore les zones d'émetteur 44 et 49 et les zones de contact 55 et 56 par diffusion de phosphore par exemple pendant environ 20 minutes à environ 1000*C et un post-chauffage d'environ 20 minutes â environ 1050*C. La résistance par carré de cette zone est par exemple d'environ 5 ohms. 10 On a déjà cité précédemment la diffusion d'accep teurs à partir de la partie enterrée dopée à l'aide de bore, dans la couche épitaxiale. Pendant les traitements de chauffage décrits, cette diffusion se poursuit et en combinaison avec la diffusion dans le sens inverse à partir de la zone superficielle précitée à la surface supérieure 15 de la couche épitaxiale se forme la zone de type p en forme de cuvette fermée 46. Il faut remarquer que la diffusion à partir de la partie enterrée à l'endroit de la zone enterrée 54 se fait lentement par suite de la forte concentration en donneurs qui rend difficile.le surdopage et qui provoque d'autre part un champ électrique contrecarrant la diffusion 20 d'accepteurs. A l'endroit de la zone 54» l'élargissement de la partie enterrée de la zone en forme de cuvette 46 dans la couche épitaxiale sera de ce fait faible. Au bord de la partie enterrée, autour de la zone 54, cet élargissem*nt sera toutefois notable du fait qu'à cet endroit la concentration en donneurs est notablement inférieure. De cette façon, il se 25 forme déjà une partie de la paroi montante de la zone 46 par diffusion à partir du substrat. Avec un processus de fabrication quelque peu différent on obtient en faisant usage de cet effet que la paroi montante est obtenue en grande partie à partir du substrat et complétée à partir de la surface supérieure pendant l'opération de diffusion, alors que la par-30 tie intermédiaire de la deuxième zone est également élaborée. De cette façon, on économise une opération de diffusion. D'autre part, au besoin, cet effet peut être amplifié en utilisant dans la partie de la région enterrée recouverte par la zone 54 des activants . à faible coefficient de diffusion, par exemple du bore ou de l'arsenic, et au bord de la partie 35 enterrée des activants avec un coefficient de diffusion élevé comme de l'aluminium ou respectivement du phosphore. On peut également appliquer des activants , par exemple ceux présentant un grand coefficient de diffusion, dans une région annulaire autour de la zone enterrée 54, à la surface de la couche épitaxiale 41. 40 On peut pratiquer de façon usuelle dans la couche BAD ORIGINAL1 i 71 22281 23 2095386 isolante des ouvertures pour l'établissement de contacts avec les différentes zones de semiconducteurs. Dans ces ouvertures et sur la couche isolante on peut appliquer ensuite la configuration de métallisation pour la connexion électrique et l'interconnexion , par exemple par dépôt par 5 évaporation et ensuite décaper une couche d'aluminium suivant une configuration déterminée. Ensuite, le corps semiconducteur peut être monté de façon usuelle dans une enveloppe. Le procédé n'est qu'un exemple. Une autre possibi- M 10 lité est notamment de réaliser le dopage par implantation d'ions. Dans ce cas, on peut même utiliser un cristal dopé de façon homogène sans couche épitaxiale parce que les zones enterrées, dans le cas d'implantation d'ions, peuvent en effet être élaborées par l'intermédiaire de la surface supérieure libre. En rapport avec l'utilisation du substrat comme conne-15 xion d'alimentation, on utilise toutefois de préférence un substrat à faible résistance ohmique sur lequel est appliquée une couche épitaxiale à forte résistance ohmique. L'utilisation d'une couche épitaxiale composée comme décrit dans le procédé précité a notamment l'avantage que l'on a une plus grande liberté dans le choix des concentrations de dopage 20 pour les deux zones enterrées contiguës de types de conduction opposés. Ces zones enterrées peuvent être élaborées toutes deux dans le substrat. Il faut toutefois tenir compte lors de la détermination des concentrations de dopage du substrat et des deux zones enterrées, du fait qu'il faut atteindre deux fois la surdopage, ce qui peut signifier que la concen-25 tration dans le substrat à faible résistance ohmique doit être choisie plus élevée que cela n'est désirable compte tenu d'une faible résistance série pour la connexion d'alimentation. Le dopage du substrat peut également être choisi pratiquement indépendamment, lorsque la couche affleurant la surface du 30 substrat, du moins à l'emplacement de la région superficielle de la première zone enterrée, présente une résistivité plus élevée que la partie restante du substrat. Cela peut être obtenu à l'aide d'une extraction par diffusion qui peut éventuellement se faire localement ou par exemple avec une couche épitaxiale à forte résistance ohmique, alors que dans le der-35 nier cas le cristal constituant le substrat et la couche épitaxiale forment ensemble la région de substrat proprement dite de la structure décrite. Le dispositif suivant les figures 4 à 6 peut être réalisé à l'aide d'une variante simplifiée du procédé décrit ci-dessus. 40 La fabrication se fait de manière analogue jusqu'à l'élaboration de la 71 22281 24 2095386 partie intermédiaire 10 de la zone de base, alors que les opérations pour l'obtention d'une partie enterrée à faible résistance ohmique dans la zone de collecteur 6 peuvent être évitées. En rapport avec ceci, on peut combiner sans inconvénients une couche épitaxiale simple S'b avec un sub-5 strat â résistance suffisamment basse 9a. La variante du procédé a trait au fait qu'après l'application de la partie intermédiare 10, l'ouverture dans la couche de masquage 23, par l'intermédiaire de laquelle les activants sont appliqués dans la partie 10, peut être rouverte sans masquage, de sorte 10 que l'on évite l'alignement d'un masque photographique et que si avec la zone d'émetteur 4 ou élabore simultanément une zone de contact 14, le procédé est moins critique en ce qui concerne la précision désirée. En mettant à profit une différence d'épaisseur et/ou de constitution de la couche de masquage à l'intérieur et â l'extérieur de l'ouverture fermée, 15 lors de l'ouverture par décapage de la fenêtre, on obtient sans photomasquage que l'ouverture réouverte est alignée automatiquement avec une très grande précision sur l'ouverture initiale. Les deux ouvertures sont en effet pratiquement identiques. Il est évident que l'on n'effectue pas cette réouverture si pendant et après la formation de la partie 10, 20 l'ouverture utilisée à cet effet, reste ouverte, ce qui peut par exemple être le cas si la diffusion est effectuée dans un milieu non oxydant. Le façon analogue, ce qui a été dit précédemment est applicable pour l'ouverture qui est nécessaire pour le contact métallique d'émetteur. Dans ce cas, il se présente l'avantage additionnel 25 que le contact métallique s'étend automatiquement Jusqu'à une petite distance de la jonction p-n de sorte que la résistance série de l'émetteur peut être particulièrement basse. Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus et que le spécialiste peut 30 imaginer de nombreuses variantes sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que le transistor auto-isolant décrit conforme à l'invention avec lequel s'étendent à partir d'une surface d'une région de substrat au moins trois zones semiconductrices successives dans la région de substrat, alors que l'une de ces zones semiconductrices forme avec la région de sub-35 strat une jonction p-n qui sert de jonction isolante, alors que la zone semiconductrice isolante citée en dernier lieu présente une partie enterrée qui, dans une direction perpendiculaire à la surface, sert de séparation entre les deux zones semiconductrices du transistor et la région de substrat et une partie en forme de paroi montante liée à la partie en-40 terrée, qui s'étend jusqu'à la surface et qui sert également de sépara- 7t 22281 25 2095386 tion entre les deux zones semiconductrices et la région de substrat, alors que la zone semiconductrice isolante entoure les deux autres zones semiconductrices et que la partie en forme de paroi présente â la surface au moins un prolongement situé au-dessus de la partie enterrée et 5 formé à partir de la surface par conversion du type de conduction par dopage d'une partie de la région de substrat, ce prolongement formant la partie intermédiaire des trois zones semiconductrices, outre les combinaisons décrites en regard des figures, également dans des combinaisons avec par exemple un ou plusieurs transistors auto-isolants, avec un ou 10 plusieurs transistors à effet de champ, avec des diodes et/ou des capacités. D'autre part, le deuxième transistor peut, éventuellement, ne pas exister. Lors de la combinaison avec un ou -plusieurs autres composants isolants, les zones d'isolation en forme de cuvettes à utiliser pour ces éléments peuvent non seulement, comme décrit, faire partie elles-mêmes 15 du composant envisagé et former par exemple le collecteur d'un transistor complémentaire% mais peuvent également servir pour l'isolation. D'autre part, la troisième zone du deuxième transistor peut également être une couche épitaxiale appliquée sur un cristal servant de substrat de type de conduction opposé ou sur un support isolant. La paroi montante de la 20 zone d'isolation en forme de cuvette peut être obtenue non seulement partiellement mais également entièrement par diffusion à partir d'une région enterrée appliquée â la limite entre le substrat et la couche épitaxiale. L'invention peut également être appliquée pour l'intégration de circuits logiques dans d'autres formes de réalisation, comme les circuits 25 DTL, ECL et S^CL. Des résistances avec une valeur élevée comme la résistance sur la fig. 9 peuvent être réalisées en vue d'économiser de l'espace pour line partie plus ou moins grande comme'résistances enterrées en les recouvrant localement à l'aide d'une zone de type de conduction opposé. D'autre part, on peut utiliser d'autres matériaux comme le ger-30 manium ou des composés A^^+B^ et pour la couche isolante et/ou masquante par exemple du nitrure de silicium, de l'oxyde d'aluminium ou des combinaisons de ceux-ci avec de l'oxyde de silicium. Pour la configuration de métallisation, on peut utiliser outre l'aluminium d'autres conducteurs comme le molybdène ou des couches composées qui sont constituées de dif-35 férentes couches comme par exemple du titane-platine-or. Les zones de contact diffusées peuvent par exemple être remplacées par des contacts au silicium-platine. Dans la partie isolante en forme de cuvette du transistor auto-isolant et/ou dans celle d'un autre composant, on peut réaliser simplement une ou plusieurs diodes en appliquant dans cette partie 40 en même temps que la zone d'émetteur une ou plusieurs zones additionnelles 7V 22281 26 2095386 qui forment par exemple des cathodes, alors que la partie isolante peut alors remplir la fonction d'anode. En général, les dimensions de la partie isolante sont suffisamment grandes pour éviter l'effet de transistor parasite entre ces zones additionnelles, la zone isolante et la région 5 de semiconducteur contiguë comme la zone de collecteur ou le substrat. Il faut remarquer que dans les exemples de réalisation décrits, la zone isolante en forme de cuvette entoure complètement les autres zones du transistor auto-isolant, ce qui est également le cas par préférence. Il est cependant évident que dans certaines circonstances 10 la zone isolante en forme de cuvette peut être interrompue localement, par exemple pour obtenir à l'intérieur du corps semiconducteur une connexion sur la zone de collecteur. i BAD ÇRIGiNAL 71 22281 27 2095386 BEVEHDICATIOHS t 1. Dispositif semiconducteur comportant un corps semiconducteur dans lequel s'étendent les zones semiconductrices d'au moins un premier et un deuxième transistor, isolés l'un de l'autre à l'aide 5 d'une zone d'isolation, alors que le corps semiconducteur présente une surface pratiquement plane et que le premier ainsi que le deuxième transistors présentent au moins un groupe de trois zones de semiconducteurs successives affleurant la surface, de types de conduction alternés, alors que parmi les deux groupes de trois zones, la deuxième zone s'étend, vue 10 à partir de la surface, jusqu'àu-dessous de la première zone et la troisième s'étend jusqu'au-dessous de la deuxième zone, tandis que des zones correspondantes des deux groupes sont du même type de conduction, ce dispositif semiconducteur étant caractérisé en ce que la deuxième zone du premier transistor présente, à côté de la partie située entre la première 15 et la troisième zone de ce transistor, une partie en forme de cuvette liée à cette partie intermédiaire, de sorte que la deuxième zone entoure pratiquement entièrement la trrferième zone du premier transistor dans le corps semiconducteur et forme la zone d'isolation qui, avec la troisième zone du deuxième transistor, forme une jonction p-n isolante entourant 20 au moins pratiquement le premier transistor. 2. Dispositif semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième zone du premier transistor qui entoure pratiquement entièrement la troisième zone de ce transistor dans le corps semiconducteur, est contigul à cette troisième zone et forme avec cette 25 troisième zone une jonction p-n. 3. Dispositif semiconducteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie intermédiaire s'étend dans une direction parallèle à la surface jusqu'à la partie isolante en forme de cuvette et joint en cet endroit cette partie isolante, de sorte que ces 30 deux parties sont liées entre elles. 4. Dispositif semiconducteur selon l'une * des revendications 1 à 3» caractérisé en ce que la première zone du deuxième transistor est entourée entièrement par la deuxième zone de ce transistor dans le corps semiconducteur alors que le deuxième transistor est 35 un transistor bipolaire dont la première, la deuxième et la troisième zones forment respectivement la zone d'émetteur, la zone de base et la zone de collecteur. 5. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 4» caractérisé en ce que la partie intermédiaire 40 entoure entièrement la première zone du premier transistor dans le corps .71 22281 28 2095386 semiconducteur, alors que la première, la deuxième et la troisième zones du premier transistor forment" respectivement la zone d'émetteur, la zone de base et la zone de collecteur d'un transistor bipolaire. 5 des revendications 1 à 5» caractérisé en ce que la troisième zone du deuxième transistor est un substrat du premier type de conduction sur lequel est appliquée une couche épitaxiale du premier type de conduction alors que la partie isolante en forme de cuvette de la deuxième zone du premier transistor présente une zone superficielle qui, à la surface du 10 corps semiconducteur, entoure une partie de la couche épitaxiale, alors que cette zone superficièlle s'étend dans le corps semiconducteur jusqu'à une région de l'autre type de conduction qui se trouve à la limite entre la couche épitaxiale et le substrat et est liée à cette région. 7. Dispositif semiconducteur selon la revendication 6, 15 caractérisé en ce que la résistivité du substrat est inférieure à celle de la couche épitaxiale. 8. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que, outre le premier et le deuxième transistor, au moins un autre composant est présent, qui est 20 également entouré par une jonction p-n isolante entre la zone isolante en forme de cuvette et la troisième zone du deuxième transistor. 9. Dispositif semiconducteur selon la fevendication 8, caractérisé en ce que la partie en forme de cuvette de la deuxième zone du premier transistor est liée à la zone en forme de cuvette de l'autre 25 composant, de sorte que le premier transistor et l'autre composant sont reliés électriquement l'un à l'autre. 10. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 9» caractérisé en ce que àur la surface du corps semiconducteur se trouve une couche isolante alors que la deuxième zone 30 du premier transistor est munie d'un contact conducteur qui, dans une ouverture pratiquée dans la couche isolante, est relié à la partie en forme de cuvette de la deuxième zone. 11. Dispositif semiconducteur selon l?ufte des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la première zone du 35 premier transistor est entoufée entièrement par la deuxième zone dans le corps semiconducteur. 12. Dispositif semiconducteur selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le contour de la première zone du premier transistor suit partout pratiquement à la même distance à la surface 40 celui de la partie intermédiaire, du moins pour autant que le contour 6. Dispositif semiconducteur selon l'une 71 22281 29 2095386 cité en dernier lieu se situe à l'extérieur de la partie en forme de cuvette de la deuxième zone. cations 1 à 12, caractérisé en ce que la partie intermédiaire pour 5 autant qu'elle soit située à l'intérieur de la partie isolante en forme de cuvette, est contiguë en grande partie à la surface et est entourée par la troisième zone du premier transistor. cations 1 à 13» caractérisé en ce que la deuxième zone du premier 10 transistor présente à la surface, du moins une partie faisant saillie localement hors de la partie isolante en forme de cuvette, alors que la partie saillante est continue à la troisième zone du deuxième transistor, s'étend dans une direction perpendiculaire à la surface moins loin dans le corps semiconducteur que la partie isolante en forme de 15 cuvette et est munie d'un contact conducteur. 15. Procédé de fabrication d'un dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 14» caractérisé en ce qu'à une surface d'un substrat semiconducteur du premier type de conduction sont appliqués localement dans une première région superficielle des acti- 20 vants de l'autre type de conduction et en ce que l'on forme sur la surface précitée une couche épitaxiale du premier type de conduction et qu'à partir de la surface supérieure située à l'opposé du substrat, de la couche épitaxiale, est appliquée une zone superficielle de l'autre type de conduction qui à la surface supérieure entoure une partie de la 25 couche épitaxiale qui recouvre la première région superficielle tandis que pendant les traitements de chauffage appliqués lors de la fabrication la partie isolante en forme de cuvette de la deuxième zone du premier transistor est formée par diffusion d'activants de l'autre type de conduction dans la couche épitaxiale à partir de la surface 30 supérieure et à partir de la première région superficielle. 16. Procédé selon la revendication 15» caractérisé en ce que l'on utilise un substrat dont la couche affleurant la surface, du moins à l'endroit de la première région superficielle, présente une résistivité supérieure à celle de la partie restante du substrat. 35 17» Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce qu'à partir de la surface supérieure de la couche épitaxiale, après que les activateutsaient été appliqués en vue de former la zone superficielle de l'autre type de conduction, on applique la partie intermédiaire de la deuxième zone dans une région superficielle qui re— 40 couvre au moins partiellement le bord intérieur de la zone superficielle 13. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendi- 14. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendi— BAD ORIGINAL^ IX 22281 30 20953861 précitée. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la partie intermédiaire est appliquée par l'intermédiaire d'une ouverture dans une couche de masquage appliquée sur la surface libre et 5 qu'ensuite par l'intermédiaire d'une ouverture dont la limitation coïncide pratiquement avec celle de l'ouverture citée en premier lieu on applique des activants en vue de former la première zone du premier transistor dans le corps semiconducteur. 19. Dispositif semiconducteur, en particulier un circuit 10 intégré comportant un corps semiconducteur à une surface duquel affleure une région du premier type de conduction, cette région présentant trois zones successives affleurant la surface, de types de conduction alternas, alors que la concentration en activants dans la zone centrale de ces trois zones successives est supérieure à celle dans une partie contigue 15 à cette zone centrale de la zone extérieure de ces trois zones successives s'étendant jusqu'au-dessus de la zone centrale, appelée par la suite troisième zone, ce dispositif semiconducteur étant caractérisé en ce que la zone centrale est de l'autre type de conduction et qu'en outre la partie qui est située entre les deux zones extérieures présente une 20 partie en forme de cuvette liée à celle-ci, alors que la troisième Bone, dans le corps semiconducteur, est pratiquement entièrement entourée par la zone centrale et que cette zone centrale forme avec la région précitée du premier type de conduction une jonction p-n isolante au moins pratiquement entourant le transistor. BAD ORIGINAL 1