Brevet FR2532473A1 — publié le 19840302

t 24 73 "Résistance intégrée". L'invention concerne une résistance intégrée munie d'un substrat d'un premier type de conductivité, d'une couche en matériau semiconducteur formée par épitaxie sur ledit substrat, ledit matériau semiconducteur étant d'un second type de conductivité opposé au pre- mier, ensuite d'une région en matériau semiconducteur du premier type de conductivité, diffusé dans ladite couche formée par épitaxie, ré- gion comportant l'élément de résistance de la résistance intégrée et présentant une première et une seconde extrémités recouvertes d'une couche relativement bien conductrice ainsi qu'au moins une région de prise intermédiaire également recouverte d'une couche relativement bien conductrice, l'élément de résistance s'étendant entre la pre- mière et la seconde extrémités et la région de prise intermédiaire étant située, du point de vue électrique, entre la première et la seconde extrémités, et, finalement, d'une première région de contact qui est reliée à ladite couche formée par épitaxie et qui est réali- sée en dehors de ladite région, à proximité de la première extrémité. Une résistance de ce genre est connue de la demande de bre- vet allemand No 27 20653 mis 7 e à la disposition du public. Les résistances intégrées présentent le problème que la valeur ohmique dépend de la tension présente sur cette résistance et à ses bornes à la suite de l'effet de champ de la couche épitaxiale par rapport à la résistance Pour réduire cet effet, ladite demande de brevet allemand N O 27 20 653 mise à la disposition du public pro- pose d'exciter la couche épitaxiale par une tension qui est déduite de la tension sur la résistance ou à ses extrémités, par exemple, la tension présente à l'une des extrémités de cette résistance Toute- fois, il s'avère que surtout dans le cas d'une grande tension de si- gnal aux bornes de cette résistance, cette mesure ne permet pas de résoudre entièrement ce problème. L'invention vise à perfectionner la solution connue, notam- ment dans des résistances munies de prises intermédiaires et, à cet effet, le dispositif conforme à l'invention est remarquable en ce qu'il comporte, d'une d'une part, une seconde région de contact qui est reliée à ladite couche formée par épitaxie et qui est réalisée à côté de ladite région, à proximité de la seconde extrémité, et des moyens permettant de coupler électriquement, au moins en ce qui con- -2- cerne le courant de signal, la première région de contact à la pre- miere extrémité et la seconde région de contact à la seconde extrémi- té et, d'autre part, une première couche enterrée du second type de conductivité s'étendant de dessous le premier contact jusqu'au-des- sous de la première extrémité et une seconde couche enterrée se'éten- dant de dessous le second contact jusqu'aû-dessous de la seconde ex- trémité, ainsi qu'au moins une autre couche enterrée sétendant au- dessous de la région de prise intermédiaire, couches enterrées qui sont du second type de conductivité, sont réalisées dans la couche épitaxiale et sont relativement bien conductrices par rapport à la couche épitaxiale de façon qu'elles court-circuitent ainsi la couche épitaxiale au-dessous de la première et de la seconde extrémités, au-dessous de la région de prise intermédiaire et entre respective- ment le premier et le second contacts d'une part et la première et la seconde extrémités d'autre part. En attaquant la couche épitaxiale aux deux extrémités de la résistance, ce qui fait qu'aux extrémités de cette couche épitaxiale est présente la même tension de signal qu'aux extrémités de la résis- tance, on obtient que la tension à chaque point de cette couche épi- taxiale, situé au-dessous de cette résistance, suit mieux la tension au point correspondant de cette résistance de sorte qu'il n'y a pra- tiquement pas d'effet de champ Dans ce cas, l'analogie entre l'al- lure de la tension le long de la couche épitaxiale et l'allure de la tension le-long de la résistance est encore notablement améliorée par lesdites couches enterrées. Il est à remarquer cependant que l'attaque de la couche épitaxiale à ses deux extrémités par la tension aux extrémités de la résistance, en l'absence de la prise intermédiaire et des couches enterrées, est connue en soi de la demande de brevet néerlandais N 72 01 965 mise à la disposition du public, demande de brevet qui pré- conise une telle mesure dans le but de réduire l'effet de capacités parasites. La description suivante, en regard du dessin annexé, per- mettra de mieux comprendre comment l'invention est réalisée. La figure 1 est une vue de dessus schématique d'une résis- tance intégrée conforme à l'invention. La figure 2 représente cette résistance en coupe. -3- La figure 3 est le schéma équivalent électrique d'une ré- sistance de ce genre. La figure 1 représente schématiquement une résistance inté- grée conforme à l'invention Dans un caisson 1 en matériau semicon- ducteur, du type N par exemple, on a réalisé une piste de résistance 2 au moyen d'une diffusion de type p Sur cette piste sont réalisés des contacts métalliques 30 à 34 De part et d'autre de la piste de résistance 2, on a réalisé des contacts 4 et 5 sur le caisson l. Celle des extrémités de la piste de résistance qui est munie du con- tact 30 est reliée au contact 4 à travers un transistor 7 monté en émetteur suiveur, tandis que l'autre extrémité est reliée par son contact 34 au contact 5. La figure 2 représente schématiquement la coupe de la ré- sistance de la figure 1, les contacts métalliques n'étant pas dessi- nés Sur un substrat P-SUB de type p est réalisée une couche épita- xiale N-E Pl de type N qui au moyen d'une diffusion profonde d'isole- ment DP de type p est isolée de son environnement et forme ainsi le caisson 1 Dans cette couche épitaxiale est formée une couche SP de type p constituant la piste de résistance 2 Sur l'ensemble est for- mée une couche isolante dans laquelle sont pratiquées des ouvertures de contact CO à travers lesquelles il est possible d'établir le con- tact avec la piste de résistance et la couche épitaxiale au moyen des contacts métalliques 30 à 34, 4 et 5 (figure 1) Au-dessous des con- tacts 4 et 5 est établi le contact avec la couche épitaxiale au moyen d'une diffusion N profonde DN dans laquelle est pratiquée une diffu- sion N peu profonde SN Au-dessous des contacts 30 à 34, 4 et 5 ainsi qu'au-dessous de la connexion entre les contacts 4 et 5 d'une part et les contacts 30 et 34 d'autre part, on a réalisé entre la couche épi- taxiale N-E Pl et le substrat P-SUB des couches enterrées BN de type n en matériau bien conducteur pour court-circuiter la couche épitaxiale à cet endroit. La figure 3 représente le schéma équivalent électrique de la résistance des figures 1 et 2 La piste de résistance 2 peut être représentée par des résistances alternant avec des court-circuits correspondant aux contacts 30 à 34 La couche épitaxiale est égale- ment représentée par des résistances situées à l'aplomb de celles-là et alternant avec des court-circuits à l'endroit des couches enter- -4- rées BN Si une tension de signal est appliquée aux extrémités de la résistance intégrée 2, une même tension est appliquée aux extrémités de la résistance de la couche épitaxiale à travers ltémetteur suiveur 7 et la connexion 6 Comme les configurations de résistances et de court- circuits le long de la résistance 2 et de la couche épitaxiale 3 sont identiques, les allures de tension sont également identiques, de sorte que chaque point de la couche épitaxiale suit en tension le point de résistance intégrée sus-jacent, de sorte que la non-linéari- té due à l'effet de champ entre la résistance et la couche épitaxiale se trouve supprimée. Il n'est pas nécessaire que la piste de résistance 2 pré- sente une allure droite Ainsi, il est possible de réaliser les pri- ses 31, 32 et 33 par l'intermédiaire de branches latérales en T Des structures en échelle sont également concevables. De plus, il n'est pas nécessaire que la couche épitaxiale soit attaquée toujours à travers un transistor 7 monté en émetteur suiveur Si la résistance 2 est commandée à partir d'une source à basse résistance, il est souvent possible d'utiliser une connexion électrique directe. -5- REVENDICATION: 1 Résistance intégrée munie d'un substrat (P-SUB) d'un pre- mier type de conductivité, d'une couche (N-EPI) en matériau semicon- ducteur formée par épitaxie sur ledit substrat (P-SUB), ledit maté- riau semiconducteur étant d'un second type de conductivité opposé au premier, ensuite d'une région (SP) en matériau semiconducteur du pre- mier type de conductivité, diffusé dans ladite couche (N-EPI) formée par épitaxie, région comportant l'élément de résistance de la résis- tance intégrée et présentant une première (CO( 30)) et une seconde (C O ( 34)) extrémités recouvertes d'une couche relativement bien con- ductrice ainsi qu'au moins une région (C O ( 31),C O ( 32),CO( 33)) de prise intermédiaire également recouverte d'une couche relativement bien conductrice, l'élément de résistance s'étendant entre la première (C O O( 30)) et la seconde (C O ( 34)) extrémités et la région (CO( 31), - C O ( 32),CO( 33)) de prise intermédiaire étant située, du point de vue électrique, entre la première (CO( 30)) et la seconde (C O ( 34)) extré- mités, et, finalement, d'une première région (C O ( 4)) de contact qui est reliée à ladite couche formée par épitaxie et qui est réalisée en dehors de ladite région, à proximité de la première extrémité (CO( 30)), caractérisée en ce qu'elle comporte d'une part, une seconde région (CO( 5) ) de contact qui est reliée à ladite couche formée par épitaxie et qui est réalisée à côté de ladite région, à proximité de la seconde extrémité (C O ( 34)), et des moyens permettant de coupler électriquement, au moins en ce qui concerne le courant de signal, la première région (CO( 4)) de contact à la première extrémité (CO( 30)) et la seconde région de contact à la seconde extrémité (CO( 34 + 5)) et, d'autre part, une première couche (BN) enterrée du second type de conductivité s'étendant de dessous le premier contact (C O ( 4)) jus- qu'au-dessous de la première extrémité (CO( 30)) et une seconde couche (BN) enterrée s'étendant de dessous le second contact jusqu'au-des- sous de la seconde extrémité (C O ( 34 + 5)), ainsi qu'au moins une autre couche (BN) enterrée s'étendant au-dessous de la région (CO( 31), CO( 32), CO( 33)) de prise intermédiaire, couches enterrées (BN) qui sont du second type de conductivité, sont réalisées dans la couche épitaxiale (N- EPI) et sont relativement bien conductrices par rapport à la couche épitaxiale de façon qu'elles court-circuitent ainsi la -6 couche épitaxiale (N-EPI) au-dessous de la première (C O ( 30)) et de la seconde extrémités (C O ( 34)), au-dessous de la région (C O ( 31),C O ( 32), C O ( 33)) de prise intermédiaire et entre respectivement le premier et le second contacts d'une part et la première et la seconde extrémités d'autre part (C O ( 4),C O ( 30); (C O ( 34 + 5)).