Brevet FR2095387A1 — publié le 19720211

-1- 2095387 L'invention concerne un dispositif semiconducteur comportant un corps semiconducteur dans lequel sont intégrés des composants parmi lesquels est present au moins un composant sépa?- ' ré d'autres composants à l'aide d'une zone d'isolation et relié à 5 une résistance. Dans des circuits il se présente souvent qu'un composant, par exemple une diode ou un transistor, est relié par l'intermédiaire d'une résistance à un point du circuit. C'est ainsi que le collecteur d'un transistor bipolaire est souvent relié par 10 l'intermédiaire d'une résistance à l'alimentation. D'autre part souvent un ou plusieurs collecteurs de transistors montés par exemple comme émetteurs suiveurs sont reliés directement à l'alimenta t ion. Avec le mode usuel d'intégration dans un corps semi-15 conducteur on utilise des ilôts isolés entre eux alors que l'on place généralement dans un Ilot un certain nombre de résistances. Les autres Ilots comportent par exemple un ou plusieurs composants actifs. La zone de semiconducteur envisagée du composant relié à la résistance est alors connectée à. l'aide d'une trace 20 métallique qui s'étend sur une couche isolante placée sur le corps semiconducteur, à l'une des résistances précitées. La présente invention vise à fournir une nouvelle structure facile à réaliser pour cette combinaison de composants et de résistances. 25 L'invention repose notamment sur l'idée que le compo sant envisagé est souvent relié par l'intermédiaire de la résistance envisagée à un point de potentiel de référence, par exemple à une des bornes d'une source de tension d'alimentation et que d'autre part il est avantageux pour de nombreux circuits 30 d'utiliser au lieu du corps semiconducteur usuel avec un substrat du premier type de conduction et une couche épitaxiale du type de conduction opposé, un corps semiconducteur avec une couche superficielle et un substrat du même type de conduction. L'invention repose d'autre part sur l'idée qu'il est 35 avantageux que la configuration de métallisation pour la connexion des différents composants soit aussi simple que possible et là où c'est possible de réaliser ces connexions sans trace métallique, à l'intérieur du corps semiconducteur. Un dispositif semiconducteur du genre envisagé dans ^•0 le préambule est caractérisé selon l'invention en ce que les 71 22283 -2- 2095387 composants sont placés dans me couche superficielle du.premier type de conduction du corps semiconducteur, qui s'étend sur une couche du premier type de conduction commune aux composants et présentant une résistivité inférieure à celle de la couche super-5 ficielle, alors que le composant envisagé présente un certain nombre d à la couche commune, alors que la résistance précitée est formée du moins partiellement par la résistance latérale dans la couche superficielle entre la partie active du composant et l'ouverture dans la zone d'isolation. 25 Par "partie active du composant" on entend dans le cas d'une diode la région se trouvant à proximité directe de la jonction redresseuse et dans le cas d'un transistor, la région dans laquelle se produit pendant le fonctionnement l'effet de transistor ou en d'autres termes, la région dans laquelle se 30 produit le transport de porteurs de charge provoquant l'effet de transistor. L'utilisation d'une couche commune à faible résistivité de préférence sous la forme d'un substrat à faible résistivité présente l'avantage important que cette couche peut être utili-35 sée comme surface de masse, en général comme surface avec un potentiel de réference de sorte que souvent le fonctionnement électrique du circuit intégré est amélioré. D'autre part cette couche peut être utilisée comme connexion d'alimentation de sorte que la configuration de métallisation présente sur la 40 surface., pour les différentes liaisons peut être plus simple. 71 22283 -3- 2095387 L'invention fournit d'autre part tin dispositif semiconducteur comportant un ou plusieurs composants actifs isolés, du moins séparés les uns des autres, dont une zone de semiconducteur est reliée de façon très simple par l'intermédiaire d'une 5 résistance avec la partie restante du circuit alors que pour la connexion de cette résistance il ne faut pas prévoir de trace métallique. La résistance latérale est directement contigué dans le corps semiconducteur à la zone de semiconducteur envisagée du composant et est liée d'autre part par l'intermédiaire de 10 l'ouverture directement au matériau semicinducteur présent à l'extérieur de la zone d'isolation en forme de cuvette. De préférence la couche commune sert de connexion à faible résistivité, par exemple comme connexion d'alimentation pour le circuit intégré. 15 La zone d'isolation peut par exemple être constituée par un matériau isolant ou un matériau semiconducteur pratiquement intrinsèque, ou du moins à forte résistivité. Toutefois, de préférence la zone d'isolation le compose au moins partiellement d'une zone de semiconducteur de l'autre type de conduction. La 20 partie de fond est alors de préférence élaborée sous la forme d'une couche enterrée du type de conduction opposé, à la limite entre la couche commune et une couche épitaxiale formant la couche superficielle. La partie de paroi de la zone d'isolation peut alors être obtenue de façon simple par diffusion .El le peut 25 se composer entièrement ou partiellement d'une zone isolante enforcée. Une forme de réalisation importante du dispositif semiconducteur conforme à l'invention est caractérisée en ce que à l'extérieur de la zone d'isolation se trouve au moins un 30 autre composant alors qu'une des zones de semiconducteur de l'autre composant fait partie de la région du premier type de conduction contiguë à la zone d'isolation et la couche commune sert de connexion électrique de cette zone, de sorte que cette zone est également reliée par l'intermédiaire de la résistance 32 précitée à la première zone. De préférence l'autre composant est un transistor bipolaire transversal. Dans ce cas, la couche commune peut être utilisée comme connexion d'émetteur, mais forme de préférence la connexion da collecteur alors que la zone de base est une o zone de l'autre type de conduction affleurant- la- surface et 71 22283 -h- 2095387 entourant dans le corps semiconducteur au moins une zone d'émetteur. Une telle combinaison de deux composants réliés entre eux par l'intermédiaire d'une résistance se présente souvent dans 5 les circuits. L'autre composant est dans ce cas souvent monté en émetteur suiveur. L'application de l'invention présente notamment l'important avantage qu'il ne faut pas prévoir d'Ilots isolés pour de tels émetteurs-suiveurs. De ce fait on a besoin de moins d'espace pour ces transistors et le rendement peut être 10 plus élevé lors de la fabrication. D'autre part la position qu'occupent ces autres transistors peut être choisie avec une plus grande indépendance, ce qui à pour conséquence que la configuration de métallisation pour les liaisons peut être plus simple. 15 Bien que l'ouverture puise être constituée par un évidement dans la partie de fond elle se trouve de préférence dans la partie de parôi de la zone d'isolation. De cette façon avec un espace relativement faible â la surface du semiconducteur on peut obtenir une distance 20 latérale aussi grande que possible entre le composant et l'ouverture et par conséquent une résistance aussi grande que possible. Une autre forme de réalisation du dispositif semiconducteur conforme â l'invention est caractérisée en ce que 25 la partie de paroi de la zone d'isolation entoure en grande partie la région du premier type de conduction qui contient la première zone et la résistance latérale et présente une interruption à l'endroit de l'ouverture. La partie de paroi présente alors à la surface du semiconducteur une géométrie fermée à l'ex^ " 30 ception de l'interruption et a par exemple la forme d'un U ou d'un fer à cheval. En particulier dans le cas où le composant est relié par l'intermédiaire de la résistance à l'alimentation, la valeur ohmique de la résistance est de préférence élevée dans beaucoup 35 de cas de façon à maintenir faible la dissipation du composant. A ce sujet il est important que la résistance par carré de la couche superficielle soit supérieure à celle de zones de résistances usuelles diffusées en même temps que la zone de base de transistors, de sorte que ces résistances de valeurs élevées 40 n'1 occupent qu'une partie relativement petite de la surface du 71 22283 -5- 2095387 semiconducteur. D'autre part on peut utiliser pour des résistances très élevées simplement une autre zone superficielle de l'autre type de conduction qui recouvre la résistance latérale pour une partie plus ou moins grande, de sorte que la résistance 5 s'étend du moins partiellement entre cette autre zone superficielle et la partie de fond de la zone d'isolation. L'autre zone superficielle peut par exemple être reliée par l'intermédiaire d'une trace métallique à un point de potentiel approprié dans le circuit alors que la jonction p-n entre cette autre zone 10 superficielle et la résistance latérale est polarisée dans le sens inverse et que la valeur de la résistance peut être réglée à l'aide de ce potentiel et de l'élargissement, dépendant de ce potentiel, de la couche d'appauvrissement de la jonction p-n précitée. 15 De préférence l'autre zone superficielle de l'autre type de conduction s'étend du moins à l'endroit de l'interruption dans la partie de paroi de la zone d'isolation. Une forme de réalisation importante du dispositif semiconducteur conforme à l'invention est caractérisée en ce que 2q l'autre zone superficielle est liée à la surface du semiconducteur à la partie de paroi de la zone d'isolation. La zone d'isolation est en général portée à un potentiel pour lequel la jonction p-n entre la; zone d'isolation et la couche superficielle ainsi que la couche commune est polarisée dans le sens inverse pour assurer une bonne séparation du point de vue électrique 25 entre le composant et la partie restante du circuit. Ce potentiel est généralement également approprié pour l'autre zone superficielle parce que les deux zones sont de l'autre type de conduction et que également la jonction p-n limitant l'autre zone est polarisée dans le sens inverse. Par la liaison précitée entre les deux zones il existe dans le corps semiconducteur me connexion et l'on épargne ainsi une trace conductrice sur la c ouche i s olant e. L'autre zone superficielle peut être élaborée simple— 35 ment en même temps que la deuxième zone dans le corps semiconducteur de sorte qu'il ne faut pas prévoir à cet effet d'opérations additionnelles lors de la fabrication. Une telle forme de réalisation préférée est caractérisée en ce que la deuxième zone et l'autre zone superficielle s'étendent à partir 40 de la surface du semiconducteur jusqu'à pratiquement la même 71 22283 -6- 2095387 profondeur dans la couche superficielle. Le composant relié à la résistance peut par exemple être une diode ou un transistor à effet de champ. Dans ce dernier cas la première zone comporte par exemple la région de canal 5 et les électrodes d'alimentation et d'évacuation. La deuxième zone forme alors une électrode de porte qui est par exemple annulaire et entoure l'électrode d'alimentation ou l'électrode d'évacuation. L'électrode de porte peut également être allongée et être liée, à la surface, à la zone d'isolation. La résistance 10 latérale est par exemple directement contiguë à l'électrode d'évacuation. De préférence le composant envisagé est un transistor bipolaire auquel cas la première zone forme soit la zone de collecteur soit la zone de base. Dans le premier cas la deuxième 15 zone est la zone de base et celle-ci entoure dans le corps semiconducteur une zone d'émetteur du premier type de conduction. Dans le deuxième cas la deuxième zone peut par exemple être la zone d'émetteur. La zone de collecteur peut être formée par la partie enterrée de la zone d'isolation, par une troisième zone 20 qui est de l'autre type de conduction et qui s'étend dans la première zone ou par la partie de paroi Au cas où la deuxième zone est la zone de base d'un transistor vertical on peut encore gagner de l'espace en réalisant la deuxième zone comme prolongement de la partie de paroi 25 de la zone d'isolation. Cette forme de réalisation préférée importante d'un dispositif semiconducteur conforme à l'invention est caractérisée en ce que la deuxième zone est liée, à la surface, à la zone d'isolation en forme de cuvette. En fait, de cette façon la zone de base du transis-30 tor sert également à l'isolation. Outre le gain en espace précité ceci présente encore d'autres avantages. Notamment, en rapport avec le fait que dans des circuits logiques la jonction base-collecteur d'un transistor peut parfois- être polarisée dans le sens direct, de sorte que des porteurs de charge sont injectés 35 dans la zone de collecteur, il est important que cette zone de collecteur ne soit nulle part contiguë à une zone ou à une région de substrat qui dans ces circonstances peut fonctionner comme collecteur d'un transistor parasite. Avec les structures usuelles où c'est le cas, il peut se présenter de ce fait des cou— 40 rante de fuite intenses. 71 22283 -7- 2095387 Il faut remarquer que le transistor auto-isolant avec lequel la zone de base sert également à l'isolation du transistor constitue le sujet de la demande de brevet néerlandais No. 7p oonpa iéponée le 20 JUIN lQ7r- psr 1=> Dpmandfiresse. 5 La première zone du composant peut être munie à la surface du semiconducteur d'un contact conducteur. De préférence un tel contact se trouve à côté de la deuxième zone et à une faible distance de celle—ci de sorte que la distance entre la deuxième zone et le contact soit inférieure à celle entre la 10 contact et l'ouverture. La résistance latérale est alors formée par le matériau semiconducteur qui s'étend dans la zone d'isolation entre ce contact et l'ouverture. Lors de l'utilisation d'une autre zone superficielle,le contact précité se trouve de préférence à la surface entre la deuxième zone et l'autre zone 15 superficielle. Pour la réduction de la résistance série dans la première zone du composant on peut utiliser une couche dite enterrée. Entre la partie de fond de la zone d'isolation de la deuxième zone se trouve alors une partie de la première zone 20 dans laquelle la concentration en éléments dopants dans une direction transversale à la surface augmente à mesure qu'augmente la distance jusqu'à la surface. Une telle couche enterrée s'étend de préférence latéralement dans le sens de la couche jusqu'au-dessous du contact conducteur de la première zone. 25 Dans ce qui précède on a insisté sur le fait que lors de l'application de l'invention on pouvait réaliser avantageusement des valeurs de résistance élevées. Toutefois la présente invention n'est pas moins importante pour des circuits avec des résistances relativement faibles. 30 Une forme de réalisation importante du dispositif semi conducteur conforme à l'invention est caractérisée en ce que la couche enterrée, c'est-à-dire la partie précitée à concentration croissante, s'étend latéralement dans le plan de la couche superficielle à partir du dessous de la deuxième zone au moins 35 jusqu'à l'ouverture pratiquée dans la zone d'isolation. Dans cette forme de : réalisation la valeur de la résistance latérale est principalement déterminée par la couche enterrée qui présente généralement une concentration de dopage beaucoup plus élévée que la couche superficielle. Par conséquent 40 la valeur de la résistance est pratiquement indépendante de 71 22283 -8- 2095387 l'épaisseur de la couche superficielle. De ce fait ces résistances plus faibles peuvent être réalisées avec une valeur plus précisé. La description qui va suivre, en regard des dessins 5 annexés fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La fig. 1 est une vue en plan schématique d'une partie d'un premier exemple de réalisation du dispositif semiconducteur conforme à l'invention. 10 La fig. 2 représente schématiquement une coupe de cette partie du dispositif de semiconducteur selon le plan II-II indiqué sur la fig. 1. La fig. 3 est une vue en plan schématique d'une partie d'un deuxième exemple de réalisation du dispositif semiconducteur 15 conforme à l'invention. La fig. h est une coupe schématique de ce dispositif semiconducteur suivant le plan IV-IV indiqué sur la fig. 3« La fig. 5 représente schématiquement-une coupe transversale d'un autre exemple de réalisation du dispositif semi-conducteur conforme à l'invention. La fig. 6 représente un schéma électrique d'un flip- f lop. La fig. 7 est une vue en plan schématique d'un dispositif semiconducteur conforme à l'invention qui comprend le flip-flop selon la fig. 6. Les figures 8 et 9 représentent schématiquement des coupes transversales du dispositif semiconducteur selon la fig. 7 respectivement suivant les plans VIII-VIII et IX»IX indiqués sur la fig. 7» Un premier exemple de réalisation qui va être décrit 30 en regard des figures 1 et 2 est un dispositif semiconducteur avec un corps semiconducteur 1 dans lequel est intégré un certain nombre de composants parmi lesquels au moins un composant qui est séparé d'autres composants non représentés sur ces 35 figures, à l'aide d'une zone d'isolation 2, 3 et qui est relié à une résistance h. Selon l'invention les composants sont disposés dans une couche superficielle 5 du premier type de conduction qui s'étend sur une couche 6 commune aux composants, du premier type ko de conduction qui présente une résistivité inférieure à celle de 71 22283 -9- 2095387 la couche superficielle 5« Dans l'exemple de réalisation envisagé, la couche commune 6 a la forme d'un substrat à faible résistance ohmique et la couche superficielle 5 est une couche épitaxiale appliquée sur le substrat 6. 5 Le composant comporte des zones semiconductrices, 7» 8 et 9 déterminant la partie active du composant, parmi lesquelles au moins une première zone qui fait partie de la couche superficielle 5 et une deuxième zone 8 qui est de l'autre type de confection et qui s'étend à partir de la surface 10 de la couche 10 superficielle 5 dans la partie précitée 7» Les zones 7 et 8 forment une jonction p—n 11 qui peut être utilisée comme diode dans un circuit. Dans l'exemple de réalisation envisagé cette jonction p—n est la jonction base-collecteur d'un transistor bipolaire transversal ou vertical alors que la zone 8, qui forme 15 la zone de base du transistor entoure dans le corps semiconducteur une zone d'émetteur 9 du premier type de conduction. La zone d'isolation 2, 3 a la forme d'une cuvette et., comporte une partie de fond 3 qui s'étend à la limite entre la couche superficielle 5 et la couche commune 6 et une partie de 20 paroi 2 qui s'étend à partir de la partie de fond 3 à travers la couche superficielle 5 jusqu'à la surface 10. Cette zone d'isolation en forme de cuvette 2, 3 entoure dans le corps semiconducteur la première zone 7 et la deuxième zone 8 pratiquement entièrement et comporte en un endroit décalé latéralement dans le 25Plan de la couche superficielle 5 par rapport à la partie active du composant déterminée par les zones 7 et 8 une ouverture 12 par l'intermédiaire de laquelle la première zone 7 est reliée de façon conductrice à la couche commune 6. Dans cette liaison se trouve la résistance 4 qui est formée par la résistance 30 latérale dans la couche superficielle 5 entre la partie active du composant et l'ouverture 12 dans la zone d'isolation 2, 3« Sur la surface 10 du semiconducteur se trouve une couche isolante 13 sur laquelle s'étendent des traces conductrices 14 et 15 qui par l'intermédiaire d'ouvertures pratiquées dans la 35 couche isolante sont reliées à la zone de base 8 et à la zone d'émetteur 9. La couche commune 6 sert pour le circuit intégré de surface de masse ou en général de surface avec un potentiel de référence. Une telle surface de masse à faible résistance ohmique 40 exerce une influence favorable sur le fonctionnement électrique 71 22283 2095387 du circuit. Pour la connexion électrique de la couche 6 le corps semiconducteur peut être soudé de façon usuelle sur un conducteur par exemple sur le fond d'une enveloppe. La connexion de la couche commune 6 est représentée schématiquement sur la fig. 2 5 par le conducteur 16. A l'état de fonctionnement cette connexion est de préférence reliée à une des bornes d'une source de tension d'alimentation de sorte que la -configuration de traces conductrices sur la couche isolante pour les connexions du circuit est simplifiée. En effet en comparaison avec les circuits 10 intégrés usuels on économise une trace conductrice pour la tension d'alimentation. A ce sujet il est également important que pour la connexion de la résistance il ne faille pas prévoir de traces conductrices. Les connexions envisagées sont réalisées à l'intérieur du corps semiconducteur alors que la résistance 4 15 est directement contiguë à la zone 7 et par l'intermédiaire de l'ouverture 12 également à la couche superficielle 5 et à la c ouche c ommune 6. La zone d'isolation 2, 3 peut être constituée par du matériau isolant ou par un matériau semiconducteur pratiquement 20 intrinsèque à résistance ohmique très élevée. Dans l1exemple de réalisation envisagé la zone d'isolation 2, 3 est une zone semiconductrice de l'autre type de conduction. La partie de fond 3 est une couche enterrée élaborée à la surface du substrat 6 avant la croissance de la couche épitaxiale 5» La partie de 25 paroi 2 peut par exemple être élaborée à partir de la surface 10 par diffusion ou peut se composer entièrement ou partiellement d'une zone isolante enforcée. Dans une deuxième forme de réalisation le composant est un transistor à effet de champ. Le corps semiconducteur 20 30 (figures 3 et 4) comporte un substrat à faible résistance ohmique 21 et une couche superficielle 22 à résistance ohmique élevée qui sont tous deux du premier type de conduction. La zone d'isolation en forme de cuvette 23» 33 de l'autre type de conduction entoure une partie 24, 25» 26, 27 de la couche super-35 ficielle 5 pratiquement entièrement. Cette partie contient une électrode d'alimentation 24, une région de canal 25 et une électrode d'évacuation 26 d'un transistor à effet de champ. La deuxième zone 25 est allongée et est liée à la zone d'isolation 23» 33* Les zones 28 et 23» 33 forment ensemble l'électrode de 40 porte du transistor. L'électrode d'évacuation 26 est directement 71 22283 -11- 2095387 contiguë dans la couche superficielle 5 à une partie 27 qui forme une résistance latérale et qui se situe dans le plan de la couche entre l'électrode d'évacuation 26 et une ouverture 29 dans la partie de paroi 23 de la zone d'isolation 23» 33* L'élec-5 trode d'alimentation et l'électrode d'évacuation ainsi que l'électrode de porte sont reliées de façon usuelle par l'intermédiaire d'ouvertures dans la couche isolante 31 à des traces conductrices 35» 36,et 37» Dans de nombreux circuits le composant est reliée à 10 l'alimentation par l'intermédiaire d'une résistance élevée en vue de maintenir aussi faible que possible la dissipation du composant. De telles valeurs de résistance élevées peuvent être réalisées de façon simple par l'application de l'invention. En premier lieu la résistance par carré de la couche super-15 ficielle 22 ëst généralement beaucoup plus élevée que celle des zones de résistance utilisées dans les circuits intégrés usuels et élaborées en même temps que les zones de base des transistors. Des valeurs usuelles pour la résistance par carré de la couche superficielle s ont par exemple de 1'ordre de 1 à 2 kohm tandis 20 que la résistance par carré des zones de résistance usuelles s'élève habituellement de 150 à 200 ohm. Par conséquent pour l'obtention de résistances à valeur ohmique élevée selon l'invention on a besoin de relativement peu de place. D'autre part la valeur de la résistance peut être augmentée de façon simple par l'utilisation d'une autre zone superficielle 30 qui peut se composer de matériau isolant ou qui peut être comme dans l'exemple dont il s'agit une zone superficielle de l'autre type de conduction alors que la résistance latérale 27 s'étend du moins partiellement entre cette zone 30 30 et la partie de fond 33 de la zone d'isolation 22, 33» De cette façon l'épaisseur de la partie 27 de la couche superficielle 22 peut être réduite dans une direction perpendiculaire à la surface par exemple jusqu'à environ la moitié de celle des parties 24 et 25 « D'autre part la zone 30 peut être reliée par 35 l'intermédiaire d'une ouverture dans la couche isolante 31 et d'une trace conductrice 34 à un point du circuit porté à un potentiel approprié de teLle façon que la jonction p-n 32 entre la zone 30 et la partie 27 de la couche superficielle 22 soit polarisée dans le sens inverse alors qu'à l'aide du potentiel 40 appliqué la valeur de la résistance peut d'autre part être 71 22283 -12- 2095387 réglée en fonction de l'élargissement de la couche d'appauvrisse-de la jonction p-n 32. Cette influence sur la valeur de la résistance se produit de façon analogue à l'influence exercée sur la conductibilité dans la région de canal 25 du transistor 5 à effet de champ à l'aide de l'électrode de porte 23, 33» 28. La partie de paroi 23 de la zone d'isolation a une géométrie fermée à la surface du semiconducteur à l'exception d'une interruption à l'endroit de l'ouverture 29 et présente la forme d'un U ou d'un fer à cheval. La partie de paroi 23 entouré 10 la région du premier type de conduction pratiquement entièrement ou du moins en grande partie, qui contient la première zone Zk, 25, 26 et la résistance latérale 27. L'autre zone superficielle 30 s'étend au moins â l'endroit de l'interruption dans la partie de paroi 23 et peut 15 s'étendre au-dessus d'une partie plus ou moins grande de la résistance latérale 27. lie point précité dans le circuit porté à un potentiel approprié pour l'autre zone 30 est, en particulier, dans le cas où le composant est un transistor bipolaire, par exemple la 20 zone d'isolation. En effet on applique en général à la zone d'isolation un potentiel pour lequel la fonction p-n entre la zone d'isolation et la couche superficielle ainsi que la couche commune est polarisée dans le sens inverse, de façon à obtenir une bonne séparation du point de vue électrique entre le compo-25 sant et la partie restante du circuit intégré. Dans une forme de réalisation préférée l'autre zone superficielle est liée à la surface à la partie de paroi de la zone d'isolation. Par exemple 1 « interruption dans la partie de paroi et une partie plus ou moins grande de la région du premier type de conduction entre 30 les branches de la partie de paroi en forme de U ou de fer à cheval peuvent être shuntées entièrement par l'autre zone superficielle. Grâce à cette liaison interne on économise une trace conductrice sur la couche isolante. L'autre zone superficielle 30 et la deuxième zone 35 28 s'étendent à partir de la surface du semiconducteur jusqu'à pratiquement la même profondeur dans la zone superficielle 22, Lors de la fabrication ces deux zones peuvent être élaborées simultanément de sorte qu'il ne faut pas prévoir d'opérations additionnelles pour l'autre zone superficielle 30. 71 22283 -13- 2095387 Un autre exemple de réalisation est un dispositif semiconducteur dont la fig. 5 représente une coupe d'une partie. Dans le corps semiconducteur 50 se trouve une zone d'isolation 51 qui entoure en grande partie les zones 52, 53 et 54 d'un 5 transistor bipolaire. A l'extérieur de la partie de la couche superficielle 55» 56 séparée par la zone d'isolation 51 se trouvent les zones de semiconducteur d'un autre composant. Dans l'exemple de réalisation envisagé cet autre composant est égale.-ment un transistor bipolaire. La zone de collecteur de ce 10 transistor est formée par la région du premier type de conduction contiguë à la zone d'isolation 51 alors que la couche commune à faible résistance ohmique 57 sert de connexion de collecteur. Cette zone de collecteur est reliée par l'intermédiaire de l'ouverture 58 et de la résistance latérale 59» 60 également 15 à la zone de collecteur 52. L'autre transistor comporte une zone de base 61 et une zone d'émetteur 62 qui, dans le corps semiconducteur,sont entourées entièrement par 3a zone de base 61. Une telle combinaison de deux composants actifs 20 reliés entre eux par l'intermédiaire d'une résistance se présente souvant dans des circuits. Le deuxième transistor est alors souvent monté en émetteur-suiveur. Un important avantage de l'invention est notamment qu'il ne faut pas prévoir d'îlots isolés pour de tels émetteurs-suiveurs. De ce fait ces transis-25 tors prennent beaucoup moins de place tandis que cela a d'autre part une influence favorable sur le rendement lors de la fabrication. Un autre avantage concernant la configuration de métallisation sur la couche isolante est que ces transistors ne sont pas liés à un emplacement et que leur disposition dans 30 le corps semiconducteur peut être adaptée à la configuration de métallisation. Pour abaisser la résistance série dans la zone de collecteur 52 on a prévu dans cette zone une couche enterrée 63 de sorte qu'entre cette deuxième zone 53 et la partie de fond 35 de la zone d'isolation 51 se trouve une partie du premier type de conduction dans laquelle la concentration en éléments dopants dans une direction perpendiculaire à la surface du semiconducteur augmente à mesure qu'augmente la distance jusqu'à la surface et diminue ensuite. Si la première zone est munie à la sur-40 face du semiconducteur d'un contact de conducteur comme dans cet 71 22283 -14- 2095387 exemple de réalisation le contact 68, 65» la couche enterrée 63 s'étend alors de préférence outre sous la deuxième zone également dans le sens latéral jusqu'au-dessous de ce contact de c onduc t eur. 5 La résistance latérale 59» 60 a également une partie enterrée 60 à faible résistance ohmique. Cette partie enterrée 60 forme un tout avec la partie 63 et cette partie 63» 60 s'étend latéralement dans le plan de la couche superficielle 55» 56 jusqu'à l'ouverture 58 et au delà. Grâce à cette partie enterrée 10 60 à faible résistance ohmique, qui est du moins principalement déterminante pour la valeur de la résistance latérale 59» 60, cette valeur est dans cet exemple de réalisation pratiquement indépendante de l'épaisseur de la couche superficielle 55» 56. Ce point est important pour la précision avec laquelle on ob-15 tient les valeurs de résistance. Lors de la fabrication de circuits intégrés on élabore généralement un grand nombre de circuits simultanément dans un même disque semi-conducteur, alors que ce disque semiconducteur est divisé à l'un des derniers stades de la fabrication. En pratique il s'avère difficile 20 d'appliquer sur un tel disque semiconducteur avec des dimensions relativement grandes une couche épitaxiale qui a exactement la même épaisseur sur tout le disque. L'influence des différences d'épaisseur sur la valeur de résistance est complètement éliminée avec une couche enterrée pour de petites résistances. 25 II faut encore remarquer que la valeur des résistances élevées est beaucoup moins critique pour le fonctionnement du circuit intégré que celle de petites résistances. Sur la surface du semiconducteur se trouve une couche isolante 64 et les différentes zones de semiconducteur sont 30 reliées de façon usuelle à l'aide d'une configuration de traces conductrices 65 pour les liaisons entre les composants et pour les connexions extérieures nécessaires. En particulier lors de l'utilisation de deux couches enterrées de types de conduction opposés comme sur la fig. 5 la 35 partie de fond de la zone d'isolation 51 et la couche enterrée 60, 63-il peut être avantageux en rapport avec les concentrations de dopage à choisir et une plus grande liberté vis-à-vis de celle-ci, d'utiliser un substrat dont la couche contiguë à la surface au moins à l'endroit où la partie de fond est appliquée, 40 présente une concentration plus faible que la partie restante BAD CmmNAL1 i 71 22283 " 2095387 du substrat. De cette façon on peut obtenir plus facilement le surdopage deux fois successivement. Une telle couche moins fortement dopée peut par exemple être obtenue par extraction par diffusion ou par épitaxie. En rapport avec l'utilisation du substrat 5 57 comme connexion à faible résistance ohmique il faut remarquer qu'une telle couche plus faiblement dopée est beaucoup plus mince que la partie restante du substrat de sorte que le substrat présente une faible résistance ohmique pratiquement sur toute son épaisseur et en tout cas sur une grande partie de celle-ci. 10 Une autre possibilité qui offre également une plus grande liberté dans le choix des différentes concentrations de dopage est celle qui est utilisée pour le dispositif semiconducteur selon la fig. 5« Dans ce cas la couche superficielle 55,56 est une couche composée de deux couches épitaxiales présentant 15 environ la même résistivité et par exemple environ la même épaisseur. La. partie de fond de la zone d'isolation 51 se trouve à proximité de la surface limite entre le substrat 57 et la couche épitaxiale 56. La couche enterrée 60,63 est appliquée à la surface limite des couches épitaxiales 55 et 56. Les deux 20 surfaces limites sont représentées sur la figure par les lignes en pointillé 66 et 67» Lors de l'utilisation d'une couche enterrée 63 dans la zone de collecteur 52 on utilise également de préférence une couche enterrée 68 sous la zone de base 61 de l'autre compo-25 sant. De ce fait la résistance série de collecteur du deuxième transistor est encore quelque peu abaissée et les propriétés électriques des deux transistors sont mieux adaptées les unes aux autres. Dans l'exemple de réalisation envisagé les parties enterrées 60, 63 et 68 forment un tout. ZI faut remarquer que 30 la partie de fond de la zone d'isolation 51 s'étend uniquement sous la zone de base 53 et la résistance latérale 59» 60 et non par sous la zone de base 61. La zone de collecteur de l'autre composant joint avec une résistance série aussi petite que possible directement le substrat 57» 35 Comme dernier exemple de réalisation on va maintenant décrire un flip-flop intégré avec faible dissipation. La fig. 6 représente le schéma de ce flip-flop et la fig. 7 représente un arrangement d'une réalisation intégrée selon l'invention. Sur les deux figures les différents composants kO sont désignés par les mêmes références. Le circuit comporte deux 71 22283 -16' 2095387 transistors et couplés en croix avec résistances de collecteur R1 et R2 comme l'élément bistable proprement dit, deux diodes D^ et D^ pour l'ajustage (set) et de réajustage (reset) et deux transistors et pour la lecture. Le flip-5 flop peut par exemple servir comme module pour une matrice de mémoire. Le circuit intégré (figures 7» 8 et 9) comporte un corps semiconducteur 70 avec un substrat à faible résistance ohmique 71 et une couche épitaxiale â résistance ohmique élevée 10 72 du même type de conduction, en l'occurrence du type n. Les deux transistors et isolés se trouvent à l'intérieur de zones d'isolation 73» 74 comportant une partie de paroi 73 et une partie de fond 74. Ces transistors sont des transistors bipolaires verticaux avec une zàne de collecteur 75 une zone de 15 base 76 et une zone d'émetteur 77» Les zones de base 76 qui forment la deuxième zone des composants sont conçues comme prolongements des zones d'isolation 73»74. Ces zones sont liées à la surface du semiconducteur 78 aux zones d'i'solation 73» 74. En comparaison avec le dispositif semiconducteur selon les 20 figures 1 et 2 on obtient ici une important économie d'espace. La zone de base 8 (fig. 1) doit se situer à une distance relativement grande de la partie de paroi 2 d'une part parce que la partie de paroi est généralement obtenue par diffusion à partir de la surface du semiconducteur 10 et que cette diffusion pro-25 fonde présente également dans le sens latéral un élargissement important et d'autre part parce qu'il faut tenir coppte d'erreurs qui peuvent se produire lors de l'alignement des différents masques servant à élaborer les ouvertures de diffusion dans la couche de masquage pour la zone de base et pour la par-30 tie de paroi de la zone d'isolation. De tels transistors auto-isolants avec lesquels la zone de base sert également à l'isolation du transistor constitue, comme on l'a déjà dit précédemment, le sujet de la demande de brevet néerlandais précité. Un des avantages de cette structure a un rapport avec le fait que surtout dans les circuits logiques la jonction base collecteur de certains transistors peut parfois être polarisée dans le sens direct. Dans ces circonstances des porteurs de charge sont injectés à partir de la zone de base dans la zone de collecteur. 40 Dans les circuits intégrés usuels, la zone de collecteur est 71 22283 -,7" 2095387 contiguë à une région de substrat de type de conduction opposé qui agit comme collecteur parasite pour ces porteurs de charge injectés. Il se produit de ce fait des courants de fuite intenses. Cet effet de transistor parasite est éliminé dans la struc-5 ture envisagée. Les zones de collecteurs 75 de ces transistors et Tg sont d'autre part munies d'une partie à faible résistance ohmique sous la forme d'une couche enterrée 79 ainsi que d'une zone de contact 80 obtenue en même temps que les zones d'émet— 10 teur 77» Les zones de collecteur 75 joignent directement dans le corps semiconducteur une partie 81 de la couche épitaxiale limitée par la zone d'isolation, qui forme une résistance latérale et qui est situé latéralement à côté du transistor 15 entre la zone de contact 80 et une ouverture 82 dans la partie de paroi 73 de la zone d'isolation 73» 74. Par l'intermédiaire des ouvertures 82 ces résistances latérales 81 joignent le substrat à faible résistance ohmique 71 qui est muni d'une connexion représentée schématiquement par le conducteur 65 pour la 20 liaison avec la borne positive de la source de tension d'alimentation. Le substrat de type n 71 sert de surface de masse pour le circuit et est porté au potentiel le plus positif qui se présente pendant le fonctionnement dans le circuit. Les zones d'isolation 73» 74 forment également les 25 anodes des diodes d'ajustage et de réajustage et Dg. A cet effet les parties de paroi 73 présentent localement un élargissement dans lequel sontpLacées les zones d'émetteur 77 et les cathodes 83 des diodes et D^. D'autre part les parties de paroi 73 sont liées dans 30 le corps semiconducteur aux zones de base 84 des transistors et montés en émettevir-suiveurs. Les 2ones de collecteur de ces transistors et sont formées par la partie de la couche épitaxiale 72 située à l'extérieur des zones d'isolation 73 et 74 et elles sont directement Ueliées au substrat à faible résis-35 tance ohmique 71» Sous la zone debase 84 s'étend une couche enterrée de type n 85. Les zones d'émetteur de ces transistors sont les zones de type n 84 entourées entièrement par les zones de base 84. Sur la surface du semiconducteur 78 se trouve une 40 couche isolante 89 sur laquelle s'étend une configuration de 71 22283 -18- 2095387 métallisation pour la liaison des composants. Les traces conductrices 60 et 63 sont reliées de façon usuelle par l'intermédiaire des ouvertures dans la couche isolante 78 aux émetteurs des transistors et T^. Les traces conductrices 61 et 62 sont 5 reliées aux cathodes 83 des diodes et La trace conduc trice 63 relie les zones d'émetteur 77 des transistors T\j et et sert pour la liaison avec la borne négative de la source de tension d'alimentation désignée par -V sur la fig. 6. Les parties de paroi 73 des zones d'isolation sont 10 également utilisées pour l'établissement d'un contact avec les zones de base 76. La trace conductrice 86 relie la zone de base du transistor à la zone de collecteur du transistor et la trace conductrice 87 relie la zone de collecteur du transistor à la zone de base du transistor Tg• Les ouvertures dans 15 la couche isolante 89 et les zones de contact 80 pour les contacts de conducteur avec les zones de collecteur 75 se trouvent à proximité directe des zones de base 76. En général un contact de conducteur avec la première zone du composant se trouve (te préférence à la surface du semiconducteur entre la deuxième zone 20 et l'ouverture dans la partie de paroi de la zone d'isolation alors que la distance entre la deuxième zone et le contact de conducteur est inférieure à celle entre le contact de conducteur et l'ouverture. Lors de l'utilisation d'une autre zone superficielle en vue d'augmenter la valeur de la résistance comme 25 dans le dispositif semiconducteur selon les figures 3 et kt le contact de conducteur, en l'ocaurrence le contact de- l'électrode d'évacuation 26 se trouve entre la deuxième zone 28 et l'autre zone superficielle 30. Le substrat de type n a par exemple une résistivité 30 d'environ 0,01 ohmucm. La couche épitaxiale a par exemple une épaisseur d'environ 5 ^ et a par exemple une résistivité d'environ 0,6 ohm. cm. Les parties de fond 74 sont par exemple obtenues par diffusion de bore avec une concentràtion super- 19 - ficielle d'environ 10 atomes par cm . Les couches enterrees 79 35 et 85 sont par exemple obtenues par diffusion d'arsenic avec une concentration d'environ 10 atomes par cm3. Une résistance par carré usuelle pour ces couches est par exemple d'environ 20 ohm. Les parties de paroi 73 sont par exemple obtenues par diffusion de bore à partir de la surface de semiconducteur J8 et ont une 18 40 concentration superficielle d'environ 10 atomes par cm3. La BAD original 1 71 22283 -19- 2095387 largeur des parties de parai' la surface du semiconducteur à l'extérieur de l'élargissement local s'élève par exemple à environ 10 yu. Les zones de base 76 et 84 ont par exemple des dimensions d'environ 20 yu sur 20 yU et sont par exemple dopées 5 à l'aide de bore avec une concentration superficielle d'environ 18 o 10 atomes par cm et une résistance par carré d'environ 150 ohm. Les dimensions des zones d'émetteur 77 et 88 s'élèvent par exemple à 10yu sur 10 yU. Comme dopage en peut par exemple utiliser du phosphore avec une concentration superficielle 20 O 10 d'environ 10 atomes par cm . Les zones de contact 80 obtenues simultanément ont par exemple des dimensions d'environ 5 yU sur 10 yu. Les dimensions des résistances et R£ sont à la surface de semiconducteur par exemple d'environ 20 yU sur 20 yU. Pour une épaisseur restante d'environ 3 yU de la couche épita- 15 xiale au-dessus de la partie de fond 74 la valeur des résistances s'élève à environ 2 kohm. Le dispositif semiconducteur selon les figures 6 à 9 présente une structure particulièrement compacte et grâce aux nombreuses liaisons internes, une configuration de métallisation 20 très simple. La surface de semiconducteur totale nécessaire pour le flip-flop intégré est environ 90 yU sur 100 yU. A titre de comparaison il faut noter que dans les circuits intégrés usuels 11 faut pour un seul transistor isolé, pour des dimensions comparables, une surface d'environ 60 yu sur 75 yU. 25 Les exemples de réalisation décrits peuvent être entièrement réalisés à l'aide des techniques usuelles pour la fabrication de dispositifs semiconducteurs pour la croissance de couches épitaxiales et le dopage local à l'aide d'opérations de photodécapage et de masque de diffusion. D'autre part les 30 différentes zones de semiconducteur peuvent être obtenues par exemple par implantation d'ions. Les dispositifs semiconducteurs décrits peuvent être montés dans une enveloppe usuelle de façon habituelle. Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux 35 exemples de réalisation décrits mais que le spécialiste peut imaginer de nombreuses variantes sans sortir du cadre de l'invention. Comme matériaux semiconducteurs on peut utiliser outre le silicium généralement employé, également du germanium ou des composés A^^-B^. Les couches isolantes èt/ou masquantes peuvent 40 être constituées par exemple par de l'oxyde de silicium, du 71 22283 -20- 2095387 nitrure de silicium, de l'oxyde d'aluminium ou des combinaisons de ceux-ci. La configuration de métallisation peut être par exemple obtenue par dépôt par évaporation d'une couche d'aluminium suivie d'un décapage. On peut également utiliser pour les 5 traces conductrices d'autres conducteurs comme l'or ou le molybdène ou des couches composées. D'autre part les types de conduction des différentes zones de semiconducteur peuvent être intervertis. Avec le transistor bipolaire décrit la zone d'émetteur peut être utilisée comme zone de collecteur et la zone de 10 collecteur comme zone d'émetteur. Un transistor à effet de champ tel que décrit en regard des figures 3 et k peut comporter par exemple au lieu d'une deuxième zone allongée une deuxième zone annulaire qui n'est pas liée à la zone d'isolation et qui à la surface entoure l'électrode d'alimentation ou l'électrode 15 d'évacuation. L'ouverture dans la zone d'isolation peut également être formée par -un évidement dans la partie de fond. La deuxième zone peut former la zone d'émetteur d'un transistor bipolaire alors que la partie de paroi et/ou la partie de fond de la zone d'isolation peuvent par exemple servir de zone de collecteur. 20 Outre la deuxième zone on peut prévoir une troisième zone de l'autre type de conduction qui forme par exemple la zone de collecteur d'un transistor latéral. D'autre part le dispositif semiconducteur peut comporter plusieurs composants entourés de zones d'isolation alors qu'un certain nnmbre de zones d'isola-25 tion peuvent être liées entre elles. Un certain nombre des autres zones d'isolation peuvent être par exemple complètement fermées et/ou contenir par exemple des transistors complémentaires. La résistance latérale peut être munie d'ion contact de conducteur alors que la résistance latérale forme un diviseur 30 de tension dont ce contact de conducteur sert de prise médiane. Un tel contact se trouve entre la deuxième zone ou, si cela est prévu,le contact de la première zone et l'ouverture dans la zone d'isolation. Lors de l'utilisation d'une autre zone superficielle en vue d'augmenter la valeur de la résistance cette zone peut 35 dans ce cas être constituée de deux parties séparées entre elles qui sont placées à des côtés situés en regard l'un de l'autre du contact de conducteur. D'autre part l'autre zone superficielle peut par exemple être une zone fermée avec une ouverture dans laquelle la région du premier type de conduction s'étend ^•0 jusqu'à la surface alors que le contact de conducteur est situé 71 22283 dans cette ouverture. Si la résistance latérale est munie d'une partie enterrée à faible résistance ohmique on peut utiliser une autre zone superficielle de l'autre type de conduction. Cette autre zone superficielle n'a alors pratiquement aucune influence sur la valeur de la résistance et peut par exemple être utilisée elle-même comme zone de résistance. Dans ce cas cette autre zone superficielle est munie de deux contact de conducteur. Cette résistance ne nécessite pratiquement pas d'espace additionnel à la surface du semiconducteur. 71 22283 2095387 REVENDICATIONS : 1. Dispositif semiconducteur comportant un corps semiconducteur dans lequel sont intégrés des composants parmi lesquels est présent au moins un composant séparé d'autres composants à 5 l'aide d'une zone d'isolation et relié à une résistance, ce dispositif semiconducteur étant caractérisé en ce que les composants sont placés dans line couche superficielle du premier type de conduction du corps semiconducteur, qui s'étend sur une couche du premier type de conduction commune aux composants et pré-10 sentant une résistivité inférieure à celle de la couche superficielle, alors que le composant envisagé présente un certain nombre de zones de semiconducteur déterminant la partie active de l'élément, parmi lesquelles au moins une première zone qui fait partie de la couche superficielle et une deuxième zone qui 15 est de l'autre type de conduction et qui s'étend à partir de la surface de la couche superficielle dans la partie précitée, alors que la zone d'isolation est en forme de cuvette et comporte une partie de fond qui s'étend à la limite de la couche superficielle et de la couche commune et une partie de paroi qui s'étend à 20 partir de la partie de fond à travers la couche superficielle jusqu'à la surface, alors que la zone en forme de cuvette entoure dans le corps semiconducteur pratiquement entièrement la première et la deuxième zone et présente en un endroit décalé latéralement dans le plan de la couche superficielle par rapport à la partie 25 active du composant une ouverture par l'intermédiaire de laquelle la première zone est reliée de façon conductrice à la couche commune, alors que la résistance précitée est formée du moins partiellement par la résistance latérale dans la couche superficielle entre la partie active du composant et l'ouverture dans 50 la zone d'isolation. 2. Dispositif semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche superficielle est une couche épitaxiale et la zone d'isolation est au moins partiellement formée par une zone de semiconducteur de l'autre type de conduction» 55 5» Dispositif semiconducteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche commune sert de connexion à faible résistance ohmique pour le circuit intégré» 4. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 5» caractérisé en ce que à l'extérieur de la zone d'isolation 71 22283 25 2095387 se trouve au moins un autre composant alors qu'une des zones de semiconducteur de l'autre composant fait partie de la région du premier type de conduction contigu'é à la zone d'isolation et la couche commune sert de connexion électrique de cette zone, de 5 sorte que cette zone est également reliée par l'intermédiaire de la résistance précitée à la première zone. 5» Dispositif semiconducteur selon la revendication 4-, caractérisé en ce que l'autre composant est un transistor "bipolaire transversal dont la couche commune forme la connexion de collec-10 teur alors que la zone de base est une zone de l'autre type de conduction affleurant la surface et entoure dans le corps semiconducteur au-moins une zone d'émetteur. 6. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 5» caractérisé en ce que l'ouverture se trouve dans la partie 15 de paroi de la zone d'isolation. 7* Dispositif semiconducteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie de paroi de la zone d'isolation entoure en grande partie la région du premier type de conduction qui contient la première zone et la résistance latérale et présente 20 une interruption à l'endroit de l'ouverture» 8» Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 7» caractérisé en ce que la première zone est munie à la surface d'un contact conducteur qui est situé entre la deuxième zone et l'ouverture alors que la distance entre la deuxième zone 25 et le contact est inférieure à celle entre le contact et l'ouverture . 9» Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la résistance latérale s'étend du moins partiellement entre la partie de fond et une autre zone 30 superficielle de l'autre type de conduction. 10. Dispositif semiconducteur selon les revendications 7 et 9» caractérisé en ce que l'autre zone superficielle s'étend du moins à l'endroit de 1 *interruption dans la partie de paroi de la zone d'isolation. 35 11. Dispositif semiconducteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'autre zone superficielle est liée à la surface de semiconducteur à la partie de paroi de la zone d'isolation. 71 22283 24- 2095387 12o Dispositif semiconducteur selon la revendication 9* 10 ou 11, caractérisé en ce que la deuxième zone et 1*autre zone superficielle s'étendent à partir de la surface du semiconducteur jusqu'à pratiquement la même profondeur dans la couche superfi-5 cielle. 13* Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la première zone est munie d'un contact conducteur qui se situe à la surface entre la deuxième zone et l'autre zone superficielle, 10 14o Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la deuxième zone est liée à la surface à la zone d'isolation en forme de cuvette. 15» Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que entre la partie de fond de la zone 15 d'isolation et la deuxième zone se trouve une partie de la première zone dans laquelle la concentration en éléments dopants dans une direction transversale à la surface augmente à mesure qu'augmente la distance jusqu'à la surface» 16o Dispositif semiconducteur selon la revendication 15» ca-20 ractérisé en ce que la partie précitée s'étend à partir du dessous de la deuxième zone latéralement dans le plan de la couche superficielle au moins jusqu'à l'ouverture»