Brevet FR2110331A1 — publié le 19720602

La présente invention concerne un circuit intégré, logé dans un substrat semiconducteur commun et comprenant un transistor et une diode de Schottky, branchée entre les électrodes de base et le collecteur. Il est connu de brancher entre les électrodes de base et le collecteur d'un transistor une diode de Schottky, dont le sens direct est celui de la diode base-collecteur du transistor quand une tension base-collecteur est appliquée. Ce branchement connu permet une réduction notable des temps de commutation des transistors. Ces temps de commutation ont déjà été réduits auparavant par l'emploi d'impulsions de tension relativement élevée. Ces grands signaux d'entrée commandent toutefois le transistor dans le domaine de saturation, de sorte que le temps d'accumulation résultant limite de nouveau la vitesse de commutation du transistor. Dans le domaine de saturation, la diode base-collecteur du transistor fonctionne dans le sens direct, de sorte qu'un nombre élevé de porteurs de charge minoritaires s'accumule dans la région de base. Le blocage du transistor exige l'étacuation des porteurs de charge accumulés dans la région de base. Le temps nécessaire à cette opération, qui détermine pour l'essentiel les temps de commutation réalisables, est généralement appelé temps d'accumulation Dans le montage connu, la diode de Schottky interdit de faire passer la jonction collecteur-base dans le domaine de conduction. L'accunila- tion de porteurs de charge est ainsi largement évitée aussi dans la région de base, ce qui permet de faire passer très rapidement le transistor de l'état conducteur à l'état bloqué. Les diodes de Schottky connues présentent toutefois l'inconvénient de courants inverses trop élevés et de faibles tensions de claquage. Ce comportement résulte de l'apparition de fuites ou de défauts sur le pourtour du contact métallique, favorisant ainsi un claquage de la jonction dans cette partie marginale. L'invention vise à supprimer cet inconvénient. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une partie au moins de la région de base du transistor entoure une zone de la région de collecteur affleurant à la surface, une couche métallique est disposée sur cette zone de la région de collecteur avec laquelle elle forme un contact redresseur, et le pourtour du contact métallique recouvre le pourtour de la région de base, adjacent à la zone de collecteur, en formant un contact sans couche d'arrêt avec la région de base. Le circuit selon l'invention présente l'avantage que la jonction métal-semiconducteur polarisée dans le sens direct se comporte comme une diode de Schottky, tandis que la diode collecteur-base, en parallèle avec la diode de Schottky, interdit tout claquage en cas de polarisation dans le sens inverse. Le pourtour du contact métallique étant en contact ohmique avec la région de base, un claquage de la diode est exclu dans cette zone marginale menacée du contact métallique. L'avalanche réversible de la diode collecteur-base interdit en outre dans certaines conditions le claquage irréversible de la diode de Schottky. Selon une autre caractéristique de l'invention, la région de base entoure une zone de la région de collecteur affleurant à la surface du semiconducteur, sous forme d'un anneau ou d'un cadre. Une telle structure est facile à réaliser en technique planar, à l'aide des procédés connus de photolithographie avec masques. D'autres caractéristiques et avantages seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels la figure I représente le schéma du circuit à intégrer; la figure 2 est une vue en perspective avec coupe partielle du circuit intégré; et la figure 3 est une vue en plan du substrat semiconducteur. Il faut souligner que le circuit représenté ne constitue généralement qu'une partie d'un circuit complexe, comportant de nombreux composants, qui sont tous réalisés de façon connue et dont la description est par suite inutile. Le schéma comporte un transistor 1, par exemple un transistor planar npn, avec une électrode de base (B), une électrode d'émetteur (E) et une électrode de collecteur (G). Une diode de Schottky 2, dont le sens direct est celui de la diode base-collecteur quand une tension basecollecteur est appliquée, est branchée en parallèle avec les électrodes de base et le collecteur du transistor. La fabrication du dispositif à semiconducteurs 3 s'effectue selon la figure 2 à partir d'un substrat semiconducteur 4, de type p par exemple. Une couche enterrée ou "burried layer" 6 est introduite sur une face de ce substrat, afin de réduire la résistance répartie du collecteur. Cette couche, diffusée par exemple, présente un fDrt dopage n dans le cas d'une région collecteur de type n. Une région collecteur 5 de type n est déposée, par épitaxie de préférence, sur la face du substrat semiconducteur munie de la couche enterrée. Une région de base 8 de type p est introduite dans tette région de collecteur, par diffusion par exemple. Cette région de base comporte une partie 13, en forme de cadre par exemple, qui entoure une zone 14 de la région de collecteur à la surface du semiconducteur. La région de base est ainsi traversée par la région de collecteur en un point au moins de la surface du semiconducteur. Les parties découpées de la région de base sont représentées en tirets et décalées sur la figure 2. La région d'émetteur 9 de type n est introduite dans la partie élargie de la région de base 8, par diffusion par exemple. La surface du dispositif à semiconducteurs fini est passivée de préférence par une couche isolante 7, en bioxyde de silicium par exemple et pouvant servir de masque pendant les opérations de diffusion. La région d'émetteur est munie d'un contact électrique 11, qui s'étend le cas échéant sur la couche isolante 7. La zone de la région de collecteur 14, entourée par la partie 13 de la région de base en forme de cadre, est recouverte par un contact métallique 12, qui présente avec la région de collecteur des propriétés de redressement. Le bord de ce contact de Schottky 12 recouvre de tous les cotés le pourtour de la région de base, et forme avec cette dernière un contact ohmique. Une connexion supplémentaire n'est par suite pas indispensable sur la région de base. La partie découpée du contact de Schottky est représentée en pointillé et décalée sur la figure 2. La connexion de la région de collecteur s'effectue par exemple à l'aide de deux régions à fort dopage n , diffusées, extérieures aux zones de base et munies de contacts ohmiques 10a et lob. Pour obtenir une connexion à faible résistance de la région de collecteur, il est important que la couche enterrée 6 s'étende jusqu'au-dessous des contacts de connexion de cette région de collecteur. Il faut souligner que le substrat semiconducteur peut contenir d'autres composants, que des jonctions pn par exemple séparent de façon connue entre eux et de la partie du circuit représentée. Il est possible de-supprimer la couche enterrée quand le substrat est constitué par un matériau fortement dopé, du même type que la région de collecteur. Le contact métallique de Schottky peut s'étendre sur d'autres zones de la région de base quand une connexion à faible résistance de toutes les parties de la région de base est souhaitée. Les conditions de dopage représentées sur les figures peuvent être inversées le cas échéant. La position géométrique de principe des régions et contacts est représentée en plan à la figure 3. Cette dernière montre nettement que le contact de Schottky recouvre de tous les côtés la région de base 13, 8, de sorte que les parties périphériques, particulièrement menacées d'avalanche dans les contacts de Schottky, sont reliées ohmiquement à la région de base située en dessous. Le contact métallique de Schottky est par exemple en aluminium, or, nickel ou molybdène. Il est également possible et avantageux de réaliser le contact métal-semiconducteur 12 redresseur en plusieurs couches. Une couche métallique facile à connecter est alors déposée par exemple sur la couche métallique constituant le contact redresseur. Entre la couche métallique constituant le contact redresseur et la couche métallique facile à connecter est interposée de préférence une couche métallique, qui interdit la diffusion du matériau de la couche facile à connecter dans le substrat semiconducteur. Une stratification avantageuse est alors constituée par exemple comme suit : semiconducteurnickel-molybdène, or. Le silicium monocristallin se prête particulièrement bien à l'emploi comme matériau semiconducteur. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au procédé et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Circuit intégré, logé dans un substrat semiconducteur commun, comprenant un transistor et une diode de Schottky branchée entre les électrodes de base et de collecteur, et caractérisé en ce qu'une partie au moins de la région de base du transistor entoure une zone de la région de collecteur affleurant à la surface du semiconducteur, une couche métallique est déposée sur cette zone de la région de collecteur, avec laquelle elle forme un contact redresseur, et le pourtour du contact métallique recouvre de tous les côtés le pourtour de la région de base adjacent à la zone de collecteur, en formant avec la région de base un contact sans couche d'arrêt. 2. Circuit intégré selon revendication 1, caractérisé en ce que le sens direct de la diode de Schottky est celui de la diode base collecteur du transistor quand une tension est appliquée entre les électrodes de base et de collecteur. 3. Circuit intégré selon revendication 1, caractérisé en ce que la région de base entoure une zone de la. région de collecteur affleurant à la surface du semiconducteur, sous forme d'un anneau ou d'un cadre. 4. Circuit intégré selon revendication 3, caractérisé en ce que la région d'émetteur est introduite dans un élargissement de la région de base, sur une face latérale de la zone en cadre ou anneau. 5. Circuit intégré selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact métallique est en aluminium, or, nickel ou molybdène. 6. Circuit intégré selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact métal-semiconducteur redresseur comporte plusieurs couches, 7. Circuit intégré selon revendication 6, caractérisé en ce que la couche métallique formant le contact redresseur est recouverte par une couche métallique facile à connecter. 8. Circuit intégré selon revendication 7, caractérisé en ce qu'une couche métallique intermédiaire est disposée entre la couche métallique formant le contact redresseur et la couche métallique facile à connecter, afin d'interdire une diffusion du matériau de la couche facile à connecter dans le substrat semiconducteur.