Brevet FR2615326A1 — publié le 19881118

La présente invention concerne de façon généra le les dispositifs à semi-conducteurs et, en particulier, un dispositif à semi-conducteurs dans Lequel plusieurs unités de transistors sont disposées sur un substrat commun, une résistance chutrice d'émetteur est disposée à l'émetteur de chaque unité de transistor, et une résistance stabilisatrice est connectée entre la base et l'émetteur de chaque unité de transistor. Un exemple d'un dispositif à semi-conducteurs comportant plusieurs unités de transistors connectées en parallèle sur un substrat commun est un dispositif à semi-conducteurs possédant une structure générale appelée structure à multi-émetteur ou en réseau, comme représenté par le circuit équivalent de la figure 1. Une structure à multi-émetteur peut comporter une résistance chutrice d'émetteur 24 faite par exemple d'une résistance de silicium polycristallin connectée entre une électrode de contact d'émetteur 24 de chaque unité de transistor 21 et une électrode d'émetteur commune 23 de manière à accroître l'étendue de fonctionnement sûr de chaque unité de transistor. De plus, une résistance 26 est connectée entre une électrode de base commune 25 et l'électrode d'émetteur commune 23 pour assurer la stabilisation de la tension de régime entre le collecteur et l'émetteur de chaque unité de transistor. La figure 2 est une vue en coupe d'un exemple d'un semblable dispositif à semi-conducteurs. On forme successivement dans un substrat 1 une région 2 de collecteur de type N, une région 3 de base de type P et une région 4 d'émetteur de type N, puis on revet le substrat 1 au moyen d'une pellicule isolante 5 de dioxyde de silicium Si02. Les électrodes de base 6 des unités de transistors respectives sont formées de maniere à etre en contact avec La région de base 3 via des trous ménagés dans la pellicule isolante 5. Les électrodes de base 6 des unités de transistors respectives sont connectées mutuellement en parallèle, et une borne de base B est connectée à L'extérieur à partir d'une partie de liaison non représentée de la connexion. Sur la figure 2, la connexion parallèle des électrodes de base respectives 6 est représentée par des lignes ressortissant au circuit équivalent. Des électrodes de contact d'émetteur 7 des unités de transistors respectives sont formées de manière à être en contact avec la région d'émetteur 4 par l'intermédiaire de trous ménagés dans la pellicule isolante 5. Des résistances chutrices d'émetteur 8 faites d'une pellicule de silicium polycristallin sont formées sur la pellicule isolante 5 de manière à être en contact avec les électrodes de contact d'émetteur respectives 7. De plus, des électrodes d'émetteur 9 sont disposées sur la pellicule isolante 5 de manière à être connectées aux résistances chutrices d'émetteur respectives 8. Les électrodes d'émetteur 9 des unités de transistors respectives sont connectées mutuellement enparallèle, et une borne d'émetteur E conduit à l'extérieur depuis la partie de liaison non représentée de la connexion. Sur la figure 2, la connexion en parallèle des électrodes d'émetteur respectives 9 est représentée par des lignes ressortissant au circuit équivalent. Dans la région de base 3, une région de type N allongée 41 ayant le même type de conductivité que la région d'émetteur 4 est formée dans la couche de surface de la région de base 3, et la pellicule isolante 5 est enlevée de manière à exposer les deux extrémités 11 et 12 de la région 41 pour établir un contact respectivement avec une électrode de base 6 et une électrode d'émetteur 9. Par conséquent, la region 41 fait fonction de région résistive entre l'électrode de base 6 et l'électrode d'émetteur 9, si bien qu'il est possible d'assurer une stabilisation de la tension de régime entre le collecteur et l'émetteur de chaque transistor. Toutefois, en raison de l'existence de la région résistive de type N 41, une structure de transistor NPN est formée par la région 41 et les parties respectives de la région de base 3 et de la région de collecteur 2 qui se trouvent juste au-dessous de la région 41. Cet effet de transistor parasite est faible dans la région voisine de l'extrémité 11 en contact avec l'électrode de base 6 puisqu'un courant d'émetteur circule dans l'émetteur au travers de la région résistive 41. L'effet de transistor parasite est fort au voisinage de l'extrémité 12 de la région 41 en contact avec l'électrode d'émetteur 9, puisque cette région se comporte comme un émetteur. Ainsi, il s'est posé un problème du fait que le transistor formé dans la région voisine de l'extrémité 12 n'est pas protégé par la résistance chutrice d'émetteur, si bien que l'étendue de fonctionnement sûr du transistor se réduit et que le dispositif connait un phénomène de rupture dans cette partie, ce qui rend impossible l'obtention d'une gamme voulue de fonctionnement sûr pour le dispositif à semi-conducteurs. Un but de l'invention est donc de résoudre les problèmes de la technique antérieure. Un autre but est de fournir un dispositif à semi-conducteurs qui empêche la rupture dans la région résistive connectée entre une base et un émetteur, dans lequel la gamme de fonctionnement sûr rendue plus grande par l'adjonction aux émetteurs des résistances chutrices d'émetteur n'est pas diminuée, et qui peut être facilement fabriqué sans augmentation de l'aire de la puce. Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif à semi-conducteurs dans Lequel une résistance est connectée entre une base et un émetteur de façon qu'aucun transistor parasite ne se forme et que La gamme de fonctionnement sûr rendue plus grande par l'adjonction des résistances chutrices d'émetteur aux émetteurs ne soit pas diminuée. Selon un aspect de l'invention, pour atteindre les buts ci-dessus énoncés, ainsi que d'autres buts, le dispositif à semiconducteurs comprend plusieurs unités de transistors formées dans un seul et même substrat, une résistance chutrice d'émetteur étant prévue pour l'émetteur de chacune des unités de transistors, une région résistive stabilisatrice possédant te même type de conductivité que la région d'émetteur, et une autre résistance étant insérée entre une électrode d'émetteur et l'extrémité de la région résistive stabilisatrice qui est connectée à la région d'émetteur. De préférence, on forme la résistance ainsi insérée en même temps que les résistances chutrices d'émetteur à l'aide du meme matériau de résistance. Selon l'invention, on adjoint des résistances chutrices d'émetteur aux émetteurs respectifs afin d'étendre la gamme de fonctionnement sûr des unités de transistors respectives, on incorpore une région résistive stabilisatrice dans le substrat entre une base et un émetteur afin de stabiliser la tension de régime du dispositif à semi-conducteurs, et on forme une résistance supplémentaire destinée à faire fonction de résistance chutrice d'émetteur de manière qu'elle s'ajoute à la région résistive stabilisatrice en même temps que l'on forme les résistances chutrices d'émetteur de manière à afaiblir l'action de transistor parasite de la région rêsistive stabilisatrice pour empêcher la réduction de la gamme de fonctionnement sûr du dispositif à semi-conducteurs. De plus, selon une autre possibilité, on peut former sur le substrat une résistance stabilisatrice à connecter entre la base et l'emet- teur de la même manière que les résistances chutrices d'émetteur, de sorte qu'il n'est créé aucun effet de transistor parasite, ce qui permet aux seules unités de transistors, présentant chacune la gamme de fonctionnement sûr étendue par la fonction de la résistance chutrice d'émetteur, de fonctionner dans le dispositif à semi-conducteurs résultant. Il est donc possible d'obtenir un dispositif à semi-conducteurs possédant une région étendue de fonctionnement sûr. Pour atteindre les buts, tels qu'indiqués ici en termes larges, de l'invention, le dispositif à semi-conducteurs comprend plusieurs unités de transistors comportant chacune un contact d'émetteur, un contact de base et un contact de collecteur formés dans un substrat commun, plusieurs résistances chutrices d'émetteur qui sont chacune couplées à un contact d'émetteur-correspondant de chacune des unités de transistors, une région résistive stabilisatrice placée dans le substrat entre un contact de base sélectionné et une électrode de sortie, la région résistive stabilisatrice ayant le même type de conductivité que la région d'émetteur sélectionnée, - une électrode d'émetteur couplée au contact d'émetteur correspondant par l'intermédiaire de la résistance chut ri ce d'émetteur respective, et une résistance supplémentaire placée entre une électrode d'émetteur sélectionnée et l'électrode de sortie de manière à coupler l'électrode d'émetteur sélectionnée à l'électrode de sortie et à réduire l'effet de transistor parasite dans la région résistive stabilisatrice. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif à semi-conducteurs comprend plusieurs unités de transistors comportant chacune un contact d'émetteur, un contact de base et un contact de collecteur formés dans un substrat commun, plusieurs résistances chutrices d'émetteur qui sont chacune couplées à un contact d'émetteur correspondant de chacune des unités de transistors, une électrode d'émetteur couplée au contact d'émetteur correspondant par l'intermédiaire de la résistance chutrice d'émetteur respective, et une résistance stabilisatrice placée entre une électrode d'émetteur sélectionnée et un contact de base sélectionné, la résistance chutrice d'émetteur et la résistance stabilisatrice étant formées du même matériau. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages ; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 est un ciruit équivalent d'un dispositif à semi-conducteurs classique ; la figure 2 est une vue en section droite d'un dispositif à semi-conducteurs classique ; la figure 3 est une vue en section droite d'un mode de réalisation du dispositif à semi-conducteurs selon l'invention ; et la figure 4 est une vue en section droite d'un autre mode de realisation du dispositif à semi-conducteurs selon l'invention. Sur la figure 3, est représenté, en coupe, un ode de réalisation du dispositif à semi-conducteurs selon l'invention, et on notera que des numéros de référence identiques désignent des parties identiques sur les figures 2, 3 et 4. On forme successi- vement dans un substrat 1 une région de collecteur 2 de type N, une région de base 3 de type P et une région d'émetteur 4 de type N, puis on revêt le substrat 1 au moyen d'une pellicule isolante 5. Des électrodes de base 6 sont formées de manière à être en contact avec la région de base 3 par l'intermédiaire de trous de la pelli cule isolante 5. Les électrodes de base 6 des unités de transistors respectives sont connectées mutuellement en parallèle, et une borne de base B conduit à l'extérieur depuis la connexion commune. Des électrodes 7 de contact d'émetteur sont formées de manière à être en contact avec la région d'émetteur 4 par l'intermédiaire de trous de la pellicule isolante 5. Des résistances chutrices d'émetteur 8 faites chacune d'une pellicule de silicium polycristallin sont disposées sur la pellicule isolante 5 de manière à être en contact avec les électrodes de contact d'émetteur 7, et des électrodes d'émetteur 9 sont disposées sur la pellicule isolante 5 de manière à être en contact avec les résistances chutrices d'émetteur respectives 8. Les électrodes d'émetteur 9 des unités de transistors respectives sont connectées mutuellement en parallèle, et une borne d'émetteur E conduit à l'extérieur depuis la connexion commune. Une région résistive stabilisatrice de type N allongée 10 du meme type de conductivité que la région d'émetteur 4 est formés dans la surface de la région de base 3. La pellicule isolante 5 a été retirée pour exposer les deux extrémités 11 et 12 de la région résistive stabilisatrice 10 de manière qu'on puisse obtenir des contacts respectifs de l'électrode de base 6 avec l'extrémité 11 de la région 10 et d'une électrode de sortie 13 avec l'extrémité 12 de la région 10. L'électrode de sortie 13 est également en contact avec une résistance supplémentaire 14 formée sur la pellicule isolante 5. Ainsi, une résistance stabilisatrice faite par la région résistive stabilisatrice 10 de type N et la résistance supplémentaire 14 sont insérées entre une base et un émetteur. La résistance supplémentaire 14 peut être formée en même temps que la résistance chutrice d'émetteur 8 à L'aide du même matériau. De préférence, la valeur de résistance de la résistance chut ri ce d'émetteur 8 est choisie de manière à valoir environ 10 ohms, La valeur de résistance de la région résistive stabilisatrice 10 de type N est choisie de manière à valoir environ 100 ohms, et la valeur de résistance de la résistance supplé mentaire 14 est choisie de manière à être supérieure ou égale à celle de la résistance chutrice d'émetteur 8. La figure 4 montre, en section droite, un autre mode de réalisation du dispositif à semi-conducteurs selon l'invention. On forme successivement dans un substrat 1 une région de collecteur 2 de type N, une région de base 3 de type P, et une région d'émetteur 4 de type N, puis on revêt le substrat 1 d'une pellicule isolante 5. Des électrodes 6 sont formées de manière à être en contact avec la région de base 3 par l'intermédiaire de trous de la pellicule isolante 5. Les électrodes de base respectives 6 des unités de transistors sont connectées mutuellement en paralLèle et une borne de base B conduit à l'extérieur depuis la connexion commune. Des électrodes de contact d'émetteur 7 sont formées de manière à être en contact avec la région d'émetteur 4 par l'intermédiaire de trous de la pelLicule isolante 5. Des résistances chutrices d'émetteur 8 faites d'une pellicule de silicium polycristallin sont disposées sur la pellicule isolante 5 de manière à être en contact avec les électrodes de contact d'émetteur respectives 7, et des électrodes d'émetteur 9 sont disposées sur la pellicule isolante 5 de manière à être en contact avec les résistances chutrices d'émetteur respectives 8. Les électrodes d'émetteur 9 des unités de transistors respectives sont connectées mutuellement en parallèle, et une borne d'émetteur E conduit à l'extérieur depuis la connexion commune. En outre, une résistance stabilisatrice 20 faite d'une pellicule de silicium polycristallin est formée sur la pellicule isolante 5 entre une électrode de base 6 et une électrode d'émetteur 9 de manière à être en contact avec l'électrode de base 6 et l'électrode d'émetteur 9. La résistance stabilieatrice 20 fait fonction de résistance stabilisatrice base-émetteur. Puisque l'on peut former la résistance stabilisatrice 20 en même temps que la résistance chutrice d'émetteur 8, llexécution d'une opération supplémentaire n'est pas nécessaire. Alors que la valeur de résistance de la résistance chutrice 8 est établie à environ 10 ohms, on peut concevoir la résistance stabilisatrice base-émetteur 20 de manière qu'elle possède une valeur de résistance comprise dans un intervalle allant jusqu'à plusieurs centaines d'ohms grâce à une sélection appropriée de sa longueur et de sa largeur. Comme décrit ci-dessus, selon l'invention, on insère en outre une résistance entre une région résistive stabilisatrice encastrée dans le substrat et un émetteur. La résistance ainsi ajoutée fait fonction de résistance chutrice d'émetteur, servant à affaiblir l'effet transistor parasite produit dans la région résistive stabilisatrice entre un émetteur et une base, de sorte qu'il devient possible d'étendre la gamme.de fonctionnement sûr du dispositif à semi-conducteurs et d'empêcher que le dispositif à semiconducteurs subisse un phénomène de rupture. On peut former la résistance en même temps que la résistance chutrice d'émetteur à l'aide du même matériau, sans complication du processus de fabrication. En outre, selon l'invention, on forme une région résistive stabilisatrice placée entre un contact de base et une élect-rode d'émetteur au moyen d'une couche résistive disposée sur un substrat, si bien qu'il n'est pas nécessaire de former une région résistive stabilisatrice dans le substrat et qu'un transistor parasite doté d'une petite gamme de fonctionnement sûr n'est pas formé dans chaque unité de transistor en parallèle. Par conséquent, la gamme de fonctionnement sûr du dispositif à semi-conducteurs ne diminue pas. En outre, on peut former la région résistive stabilisatrice en même temps que les résistances chutrices d'émetteur en utilisant le meme matériau et le même processus, sans entraîner de complication du processus de fabrication. Bien entendu, L'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du dispositif dont La description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement Limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif à semi-conducteurs, caractérisé en ce qu'il comprend : plusieurs unités de transistors comportant chacune un contact d'émetteur (7), un contact de base et un contact de collecteur formés dans un substrat commun (1) ; plusieurs résistances chut ri ces d'émetteur (8) couplées chacune à un contact d'émetteur correspondant de, chacune desdites unités de transistors ; une région résistive stabilisatrice (10) placée dans ledit substrat entre un contact de base sélectionné et une électrode de sortie (13), ladite région résistive stabilisatrice possédant le même type de conductivité qu'une région d'émetteur (4) ; une électrode d'émetteur (9) couplée au contact d'émetteur correspondant par l'intermédiaire de ladite résistance chutrice d'émetteur respective ; et une résistance supplémentaire (14) placée entre une électrode d'émetteur sélectionnée et ladite électrode de sortie afin de coupler Ladite électrode d'émetteur sélectionnée à ladite électrode de sortie et de réduire l'effet de transistor parasite dans ladite région résistive stabilisatrice. 2. Dispositif à semi-conducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite résistance supplémentaire est une couche résistive formée sur ledit substrat, et en ce que ladite résistance chutrice d'émetteur et ladite résistance supplémentaire sont formées du même matériau. 3. Dispositif à semi-conducteurs selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit matériau est une pellicule de silicium polycristalLin. 4. Dispositif à semi-conducteurs, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs unités de transistors comportant chacune un contact d'émetteur (7), un contact de base, et un contact de collecteur formés dans un substrat commun (1) ; plusieurs résistances-chutrices d'émetteur (8) couplées chacune à un contact d'émetteur correspondant de chacune desdites unités de transistors ; une électrode d'émetteur (9) couplée au contact d'émetteur correspondant par l'intermédiaire de ladite résistance chutrice d'émetteur respective ; et une résistance stabilisatrice (20) placée entre une -électrode d'émetteur sélectionnée et un contact de base sélectionné, ladite résistance chutrice d'émetteur et ladite résistance stabilisatrice étant formées du même matériau. 5. Dispositif à semi;conducteurs selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit matériau est une pellicule de silicium polycristallin.