Многоколлекторный инжекционный вентиль

союз советских СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИНГОСМДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯММдога е а 1, 125 ш 1 сгоо Шпдесс 1 оп Ъойс ТесЬпо 1 о 3 у 1 ЕЕЕ ыЪ 1 Е 1 ессг. Печное Меецпд, Тестю. 131 вевс, ИазЬ 1 п 5 соп, ПС, П 5 А Весешъегя 7-75, Т 981, рр. 524-527.(57) Изобретениеотноситсяъсэлектронт ТЕХНИКЕ Н МОЖЕТ бЬГГЬ НСПОПЬЗОВЕГ но при разработке и изготовлении ИС с инжекционнм пнтаним. Цель изобретения повьшенне коэффициента уси ъ-струкциям интегральных микросхем, И может быть использовано при разработке и изготовлении интегральныш схем с инжекционньм питанием.Целью изобретения является повышение коэффнциента усиления и быстро действия инжекционного многоколлекторт ного вентиля.На фиг. 1 показан инжекционный вентиль на фиг. 2 четьшехколлекшторны инекционны вентиль с пряноВ-89пеня по току и быстродействия инжекцонного многоколленторного вентиля за счет уменьшения распределенного сопротивления базовой области. Многоколлекторнй инекцонньшвен типь содержит участок эпитаксиального слоя прямоугольной.формы, охваченным по периметру изолирующии областями,сформированные в этом участке эпитаксиального слоя области инектора.и сетчатой пассивной базы, охватывающей-с четырех сторон расположенные в-ряд области коллекторов прямоугольной формы. Прямоугольныеколлекторные области сориентированы большей сторот не прямоугольного участка эпитаксналь- ного слоя, а зазоры между соседними д коллекторами и между коллекторами и С)нэолирующейЧ областью выбираются рав д ным О 25-1,0 отношения длин большей СЭ и меньшей сторонпрямоугольннка коплекторной области. 2 ил д. цц ич Угольнымм коплекторными областями,Ориентированнмн большей стороной Перпендикнлярно большей стороне прямоугольного участка эпитаксиального Слоя, поперечный разрез. Инжекционны многоколлекторный вентиль содержит участок эпитаксиального слоя 1 прямоугольной формы, изоПИРУЮЩУЮ область 2, охватывающую послоя, сформированную внем область 3 инжектора н область 4 сетчатойпасласти 5 коллекторов прямоугольной форм, ориентированные длинной стороной прямоугольника перпендикулярно длинной стороне прямоугольного участка эпитаксиального слоя и охваченные с четырех сторон областями сетчатой пассивной базы, область 6,7 н 8 контактов к ИНжектОРУ пассивной базе 7 и коллекторам соответст-. венно области 9 активной базы, расположенные под коллекторными областями,область 10 эмиттера, в качестве которой служит подложка п-типа или п-скрытый слой в подложке п-типа. Пассивная база окружает каждую коллекторную область с четырех сто 5.на пассивная база имеет участки 11, между сосденимм коллекторами и меж. ду коллекторной и нзолируъощей областьюучасток 12. Эти участки принципиально важны для работы вентиля, таккак по ним протекают базовые токи,определяющие коэффициент Ю УСИПе нин и процессы рассасываня носителей заряда. (В силу симметрии структуры рассматриваются только участки 11 и 12, расположенные в ниней половине вентиля, аналогнчные Участки можно оцепить И в его верхней части).При функционировании многоколлекторного вентиля в составе Цифровой ИС можно выделить два основнышрежи ма работы режим насщения И режим отсечки, которью иеют место при подаче на базовый вьшод соответственно высокого и низкого уровня сигнала. Время перехода от ОДНОГО РеЖИ ма работы к другому и, на 0 б 0 Р 0 Т кот торое зависит от процессов накоплекия И рассасыания носителей заряда,определяет быстродействие вентиля.В основном заряды накапливаются в слаболегнрованнып областях эпитаксиальной пленки и их рассасывание осуществляется базовы током. Естест ванне, что скорость процесса Расса сывания определяется величиной базот вого тока и условиями его подвода К областям накопленного заряда.Орнентапя коллекторнк Областей в соответствии с Указанной является прннниально важным моментом для достиения цели. Это объясняется тем, что длина, а соответственно и сопротивление участков пассивной азы между коллекторной н нзопИРУ-определяетсядлиной стороны прямо УГОЛЬНОГО КОЛЛЕКТОРЗ, ПЭРЗЛЛЕЛЬНОЙизолирующей области. Области коллек торов ориентированы таким образом,что длина и сопротивление указанного-вьшю участка пассивной базы определяется короткой стороной прямоугольно го коллектора и становится меньше,чем при любой другой ориентации кол лекторны областей. Это приводит ктому, что уменьшается связанное с протеканием базового тока падение напряжения на распределенном сопротивлени базовой области.Это приводит к увеличению инверсного коэффициента усиления для удаления от базового вывода коллекторов.Уменьшение длины вентиля за счет предложенного технического решения обеспечивает также Увеличение быстродействия, так как Уменьшается сопротивление пассивной базы, по которой.протекают пиковые токи переключения, определяющие процессы рассасыанин носителей заряда.Однако длительность процессов рассасывания СУЩЕСТВЕННО ЗЗВИСИТ ОТ величины распределенного сопротивления базовой области на участках от контакта к базе до каждой точки периетра коллектора. Уменьшение только длины вентиля не обеспечнвает требуемой-равномерности сопротив ления базы на участках, расположенншш по периметру каждого коллектора,что приводит к различиям в величинах токов, участвующих в рассасывании зарядов из-различны областей базы под коллекторам, н огранчивает быстродействие.Равномерность распределения базо-Ц БОГО ТОКЗ ПО ПЕРНМЕТРУ коллектора достигается в том случае, если обесПЕЧИВЕЕТСЯ ОПРЕДЕЛЕННОЕ СООТНОШЕНИЕ размеров всех участков пассивной базы, В частности участков 115 и 12к, ка к 1251134112 нБ- поверхностное сопротнът ленне пассивной базы сопротивления участков 11 и 12 пассивной базыширины участков пассив ной базы между коллекторами и межДУ КОПЕЕК торами и изолирующииОтсюда следует, что оптиальнью условия для обеспечения равномерного рассасывания накопленного заряда ре ализуются в вентилях, размеры област,тей которьш стремятся к соотношениют А а/Ъ - К гдек п 15 При значениях коэффнцента К боль ше 1,0 резко возрастает сопротивление.участков пассивной базы между коллекторным и изолирующими облас- 20 тями соответственно резко уменьшаются инверсньй коэффициент усиления и быстродействие вентиля.С другой стороны, при значениях 25 коэффициента К меньше 0,25 Уменьшается отношение площадей коллектора и эмттера Зк/53, что также ПРИВОДИТк уменьшению инверсного коэффицента усиления н быстродействия, поскольку 30В ЭТОМ случае ИМЕННО ОТНОШЕНИЕ Зк/ЗэЧ для увеличения инверсного коэффициента усиления и быстродействия вентиля за счет обеспечения оптиальнъш условий для-рассасывания накопленногоозаряда, ширин участков пассивной базы между коллекторам и коллекторч ным н изолирующий областями необхо-димо выбирать таким, чтобы их отнот шение было равно 0251,0 отношеня длины большейи меньшей сторон примоугольного коллектора.Многоколлекторный инжекцонный вентиль, содержащий участок эпитаксиального слоя прямоугольной формы,окруженный изопирующими областями, С Расположенным в нем инектором и пассивной областью базы сетчатой формы, охватывающей прямоугольне колЛектбрные области, о т л и ч.а ю Щ и й с я тем, что, с целью повышения коэффициента усиления н быстро действия, отношение ширины участка между соседними коллекторнышм областями к расстоянию между изолирующейи коллекторной областями равно 0,25.1,0 отношения длины большей кдлине меньшей стороны коллекторной области,при этом большая сторона коллектора перпендикулярнабольшей сторонеувастд ка эпитаксиального слоя.ВНИНПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗЭ, гашеная наб., д. 4/5