DE1616438B2 - Integrierte Schaltung, Verwendung dieser Schaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

ken wird aber eine optimale Packungsdichte nicht erreicht.

Die genormten Schaltelemente auf den Halbleiterflächen werden entsprechend gewissen Regeln angeordnet, während die Verbindungen zwischen diesen Elementen keinen derartigen Regeln folgen (z. B. USA.-Patent 3312871). Diese Technik erfordert die Zuteilung eines bestimmten Teiles der Halbleiterflächen für die Verbindungen, so daß die Packungsdichte nicht optimal ist. Außerdem wird der Herstellungsprozeß sehr oft dadurch kompliziert, daß zusätzliche Verbindungskreuzungen vorgesehen werden müssen. Wenn eine Unterfunktion sehr oft wiederholt werden muß, so daß die Anordnung von logischen Schaltelementen der Unterfunktion und die Zwischenverbindungen wiederholt werden können, werden sowohl logische Schaltelemente als auch die Funktions-Zwischenverbindungen entsprechend neu angeordnet, um die Packungsdichte zu steigern und den Zwischenverbindungsabstand zur Erreichung einer besonderen Unterfunktion möglichst klein zu halten. In bezug auf andere Unterfunktionen weist eine derartige Technik jedoch keinerlei Normung \ auf, was zur Erreichung kurzer Konstruktionszeiten wesentlich ist.

Es sind ferner zur Anpassung an unterschiedliche Anwendungen geeignete integrierte Schaltungen bekannt, die mehrere voneinander isolierte Leiterebenen mft ^orthogonal zueinander verlaufenden Leitungen aufweisen (Electronics, Bd. 40, Nr. 4 vom 20. Februar 1967, Seiten 157 bis 164). Mit Hilfe dieser Leitungsverbindungen werden auf einem Halbleiterplättchen unterschiedliche logische Schaltelemente, wie z. B. NAND-Schaltungen, NOR-Schaltungen oder EXKLU-SIV-ODER-Schaltungen erzeugt. Diese Anordnung weist die obenerwähnten Nachteile auf, die daraus resultieren, daß die Herstellung der unterschiedlichen Schaltelemente und ihre Kopplung untereinander verschiedenartige Leitungsverbindungen erfordern, welche die Herstellung erschweren und einer Erhöhung der Packungsdichte entgegenstehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine integrierte Schaltung anzugeben, die lange Leitungsverbindungen sowie Leitungsverbindungen unterschiedlicher Grundstruktur vermeidet sowie auf mehrschichtige Leiterebenen verzichtet und dadurch eine einfachere Herstellung, eine erhöhte Packungsdichte sowie eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit gestattet. Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine vorteilhafte Anwendung der integrierten Schaltung nach Anspruch 1 sowie ein vorteilhaftes Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben. Die Merkmale zur Lösung dieser Aufgabe sind in den Ansprüchen 5 und 6 enthalten.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. IA ein schematisiertes Schaltbild eines NOR-Elements, das aus einer Anordnung von NPN-Feldeffekt-Transistoren mit isolierter Steuerelektrode besteht,

F i g. IB eine Draufsicht auf ein NOR-Element gemäß Fig. IA, in integrierter Schaltungstechnik, -

Fig.2 ein Blockschaltbild einer einzelnen Bitstelle einer Addierer-Akkumulator-Anordnung, bestehend aus NOR-Elementen,

F i g. 3A eine Draufsicht auf die Addierer-Akkumulator-Anordnung gemäß F i g. 2, integrierter Schaltungstechnik,

F i g. 3B eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B

von F i g. 3A. ·

Das in Fig. IA gezeigte NOR-EIement enthält eine parallele Anordnung von NPN-Feldeffekttransistoren 1,3 ... N mit isolierten Steuerelektroden 1,3,... N, von denen jeder eine Eingangseinheit darstellt, die mit einem als Belastung dienenden NPN-Feldeffekttransistor 5 in Reihe geschaltet ist. Jeder Eingangstransistor 1, 3,.;; N enthält eine D-Zone (Drainzone), eine S-Zone (Sourcezone) und G-Elektrode (Steuerelektrode). Die

ίο Ausgangsklemme 7 liegt an der Verbindung der S-Zone des Lasttransistors 5 mit den D-Zonen der Eingangstransistoren 1,3,... N. Die D-Zone des Lasttransistors 5 ist mit der Stromquelle + VS verbunden, die S-Zonen der Eingangstransistoren 1, 3, ... N sind geerdet Die G-Elektrode des Lasttransistors 5 ist mit der Vorspannungsquelle + VB verbunden. Die Eingangstransistoren 1,3 ... Nsowie der Lasttransistor 5 können, wie in der Darstellung in Fig. IB gezeigt, auf demselben Halbleiterplättchen gebildet werden, das mit einer negativen Versorgungsspannung - VT (F i g. 3B) verbunden ist.

Die Steuerelektrode Gder Eingangstransistoren 1,3...

N ist mit den jeweiligen Eingangsklemmen 9 verbunden, auf die das logische Eingangssignal gegeben wird.

Wenn das in F i g. 1 dargestellte NOR-Element auf einem Halbleiterplättchen aus P-Material integriert ist, können gemäß der Darstellung in F i g. IB die S- und die D-Zonen der Eingangstransistoren 1,3.. .N durch zwei parallele N-Diffusionen 11 und 13 gebildet werden. Der Teil 15 der Halbleiterfläche zwischen der S-Zone 11 und der D-Zone 13 bildet den Eingangskanal des NOR-EIementes, auf dem die Eingangstransistoren 1, 3 ... N durch metallische Steuerelektroden 17, 19 ... M definiert sind, jede der Steuerelektroden 17, 19 ... M und der Teil des Eingangskanals 15, zu dem sie gehört, stellt einen bestimmten Feldeffekttransistor dar. Normalerweise sind die Steuerelektroden 17,19 ...Mvom Eingangskanal 15 durch eine dünne, nicht dargestellte Isolierschicht getrennt, wobei die jeweiligen Längen der Diffusionsstreifen 11 und 13 so sind, daß sie der erforderlichen Anzahl von Steuerelektroden entspricht. Die logischen Eingangssignale werden auf die Steuerelektroden 17,19... Λ/über die jeweiligen metallischen Leiter 21 gegeben, die über der dünnen, nicht dargestellten Isolierschicht liegen.

Eine weitere N-Diffusionszone 23, die von der Diffusionszone 13 der Eingangstransistoren 1, 3 ... N einen gewissen Abstand hat, stellt die D-Zone des Lasttransistors 5 dar. Sie ist über den metallischen Leiter 25 mit der Stromquelle + VS verbunden. Die

so Steuerelektrode 27 ist deckungsgleich mit dem Kanal zwischen der Diffusionszone 13 und der N-Diffusionszone 23 dargestellt. Sie ist mit der Vorspannungsquelle + VB über den metallischen Leiter 29 verbunden. Der wirksame Widerstand des Lasttransistors 5 erscheint dann im wesentlichen linear. Andererseits könnte die Steuerelektrode 27 auch mit der Stromquelle + VS

verbunden werden. " ' '" ■-': ^: ■v-^-viv^iv*"?·

Die Arbeitsweise eines NÖR-Elementes gemäß den

Darstellungen in den F i g. 1A und 1B kann mit der eines Spannungsteilers verglichen werden, wobei jeder Eingangstransistor 1, 3 ... Nmit dem Lasttransistor 5 einen solchen Spannungsteiler bildet. Im Ruhezustand ist die Steuerelektrode G abgeschaltet und es fließt grundsätzlich kein Quellenstrom Isd- Der Lasttransistor 5 ist nur etwas leitend, wobei der effektive Widerstand durch die Größe der Vorspannung + VB bestimmt wird. Dementsprechend ist der Spannungspegel an der Ausgangsklemme 7 im wesentlichen gleich der Versor-

gungsspannung + VS und entspricht dem »Ein«-Zustand einer Steuerelektrode. Wenn eine Steuerelektrode G ein Signal erhält, wird der Strom zwischen Quelle (S) und Abfluß (D) des Feldeffekt-Transistors durch einen Oberflächenleitmechanismus auf Grund des elektrischen Feldes erhöht, das durch die Steuerelektrode ;im Zustand: »Ein« erzeugt wird und die Mehrheitsträgerdichte auf der. Halbleiteroberfläche moduliert. Dementsprechend ist der betreffende Eingangstransistor 1, 3 .:. N'm Fig. IB leitend. Die Spannung an der £>-Zone 13 und an der Ausgangsklemme 7 ist bestimmt durch die zugehörige Steilheit g_m des Lasttransistors 5 und . den Wert des leitenden Eingangstransistors. Demzufolge geht der Spannungspegel an der Ausgangsklemme 7 im wesentlichen auf Erdpotential zurück. Die Erzeugung der Spannungspegel.»Ein« an der Ausgangsklemme 7, wenn keine der Steuerelektroden der Eingangstransistoren 1, 3 ..-.:.,· N 'eingeschaltet ist, bzw. »Aus«, wenn eine oder mehrere der Steuerelektroden eingeschaltet sind, bedeutet eine logische NOR-Funk-

•Die in Fig.2 gezeigte Anordnung verwendet NOR-Elemente zur Erzeugung einer komplexen logischen Funktion. Sie enthält sowohl kombinatorische wie sequentielle Schaltungen. F i g. 2 zeigt eine Bitposition, z. B. Position 2 einer Addier-Akkumulätions-Anordnung. Die weiteren Bitpositionen der Anordnung sind genau_#gleich wie die gezeigte Schaltung. Die Signale aus den jeweiligen Bitpositionen sind durch entsprechende Beschriftung gekennzeichnet.

Der Additionsteil umfaßt NOR-Elemente I bis VI und addiert binäre Ziffern Ai und Bi zusammen mit dem binären Übertragseingang Gi von der Bitposition 1. Der Akkumulator-Teil enthält die NOR-Elemente VII bis XII und empfängt die Summenzahl vom Additionsteil am NOR-Element VII gleichzeitig mit dem Taktimpuls, wenn die Leitungen S2 (SET) sowie R2 (RESET) signalfrei i sind. Die Einzelheiten der Funktion dieser Schaltungen sind dem Fachmann klar ersichtlich und brauchen hier nicht erklärt zu werden. ;

Die F i g. 3A und 3B zeigen eine Draufsicht bzw. einen Querschnitt der in Fig.2 gezeigten Addier-Akkumulations-Schaltung in integrierter Ausführung. Um einen Vergleich zwischen den F i g. 2, 3A und 3B zu ermöglichen, wurden die .D-Zonen der NOR-Elemente I bis XII und die damit verbundenen einzelnen Signalleitungen an ihren Verbindungsstellen durch die Zugangsöffnungen in der Isolierschicht durch entsprechende logische Funktionen gekennzeichnet. Die die extern erzeugten Signale heranführenden Signalleitungen wurden ebenfalls entsprechend gekennzeichnet. Die integrierte Schaltungsanordnung enthält ein Grunddiffusionsmuster 39 mit zwei Diffusionszonen 41 und 43, die die Versorgungsspannung + VS und ein Bezugspotential, z.B. Erde, auf die NOR-Elemente I bis XII verteilen. In gegenseitigem Abstand und parallel zu den Halbleiterzonen 41 und 43 laufen die mit S!und D bezeichneten Source- und Drainzonen für jedes der NOR-Elemente I bis XII. Weitere Diffusionszonen für die Stromversorgung und Erdung 41' und 43' können in einem Abstand und parallel zu den Halbleiterzonen 41 und 43 gebildet werden. Dadurch ist jede beliebige Anzahl von spiegelbildlichen Anordnungen 45 und 47 des Grunddiffusionsmusters 39, die lediglich teilweise dargestellt sind, möglich. Stromversorgung oder Erdung sowie andere Unterfunktionen, z. B. andere Additions-Akkumulatoranordnungen, können dabei gemeinsam ausgeführt werden. Im Diffusionsmuster 39 bildet jede Sourcezone S einen Ausläufer der gemeinsamen geerdeten Diffusionszone 43. Jede Drainzone D enthält einen rechtwinkligen Ausläufer, und die Halbleiteroberfläche zwischen einem solchen Ausläufer und der Stromversorgungszone 41 ist der Ausgang des entspre-. chenden NOR-EIementes.; Die Halbleiteroberfläche zwischen jeder Sourcezone 5 und der Drainzone D ist der .Eingangskanal für ein NOR:E!ement und kann jede beliebige Anzahl von Eingängen,d.h. Elektrodenmetal-:

ίο lisierungen, tragen. Jeder Teil des Eingangskanals eines NOR-EIementes kann als Eingang benutzt werden. Die Eingangstransistoren für jedes der NOR-Elemente I bis XII sind auf dem Eingangskanal verteilt und können die Verbindungen der Drainzone D der NOR-Elemente mit Eingangstransistoren , von /anderen. .NOR-Elementen

Die Anzahl von parallelen Diffusionszonen in einem

Grunddiffusionsmuster _: hängt von der Anzahl; der NOR-Elemente ab, die zur Durchführung einer bestimmten komplexen logischen Funktion erforderlich sind. Um z.B. die NOR-Elemente I bis XII zu bilden, enthält das Grunddiffusionsmuster 39 sechs Sourcezonen 5 und 12 D^rainzonen D, wobei jede Sourcezone 5 für zwei nebeneinanderliegende NOR-Elemente gemeinsam ist. Durch Erhöhung der Anzahl von Source- und Drainzonen S und D kann jede beliebige Anzahl von NOR-Elementen vorgesehen werden. Die Diffusionszonen für die Stromversorgung und Erdung 41 bzw. 43 werden dann entsprechend ausgelegt. -, ■

Die in den Fig.3A und 3B gezeigten Grunddiffusionsmuster 39,45 und 47 können durch herkömmliche Diffusionsverfahren unter Verwendung photolithographisch hergestellter Diffusionsmasken aus Siliziumdioxid gleichzeitig erstellt werden. ■ ■ -

Die Diffusionsmaske aus Siliziumdioxid wird abgeätzt und das Plättchen 48 einer neuen Oxydation unterworfen, um wieder eine vollständige Siliziumdioxidschicht 49 von gleichförmiger Dicke zu bilden. Die Dicke der Siliziumschicht 49 ist nicht kritisch, sollte jedoch ausreichen, um ein Feldeffektübersprechen auf den Eingangskanal eines NOR-EIementes zu verhindern, wenn eine erregte Signalleitung quer darüberläuft.

Wenn die Silizium-Dioxydschicht 49 geformt ist, wird die gewünschte Schaltung für eine bestimmte komplexe logische Funktion durch ein Verfahren aus zwei ^., Schritten auf das Diffusionsmuster 39 aufgetragen. Jeder dieser Schritte ist mit herkömmlicher Technik durchführbar. So wird z. B. mit Hilfe einer Photomaske durch Teilätzung die Dicke der Siliziumdioxidschicht 49 an den Stellen 51 reduziert, an denen Eingänge für jedes der NOR-Elemente I bis XII festgelegt werden sollen (s. hierzu F i g. 3B). Dann wird mit Hilfe der entsprechend aufgebrachten Photomaske ein Muster von Zugangsöffnungen 53 (siehe Fig.3B) durch die Siliziumdioxid- schicht zu den Halbleiterzonen für die Stromversorgung 41 und 41' zu den Halbleiterzonen für die Erdung 43' und 43 und zu den Drainzonen D geätzt. Die Photomasken für die Teilätzung und die Durchätzung richten sich nach der gewünschten Anordnung der Eingänge und Ausgänge sowie der für die gewünschten komplexen logischen Funktionen nötigen Verbindungen. Man sieht, daß die NOR-Elemente I bis XII in beliebiger Reihenfolge in der eindimensionalen Reihe liegen können und daß für eine bestimmte komplexe logische Funktion vielerlei Anordnungen von Signalleitungen möglich sind.

Die logische Schaltung wird durch eine Metallisierung vollendet. Die Zuleitung zu den Steuerelektroden der

Eingänge für jedes NOR-Element I bis XII, die Ausgänge 5 sowie die Verbindung der Ausgangsdiffusion D jedes NOR-Elementes und des Eingangs von einem oder mehreren anderen NOR-Elementen werden festgelegt, desgleichen die notwendigen Verbindungen zur Stromversorgung 41 bzw. 41' und zur Erdung 43 bzw. 43'. Eingangstransistoren verschiedener NOR-Elemente, die mit einer bestimmten Drainzone D eines anderen NOR-Elementes verbunden werden sollen, werden vorzugsweise so ausgerichtet, daß die verbindende Signalleitung in einer geraden Linie geführt werden kann. In den F i g. 3A und 3B sind z. B. die durch die Metallisierungen 55 und 57 der NOR-Elemente V und VI bestimmten Eingangstransistoren so ausgerichtet, daß die Signalleitung P\G> eine gerade Linie darstellL Auch die durch die Metallisierungen 59,61 und 63 der NOR-Elemente VIII, X und XII festgelegten Eingangstransistoren sind so ausgerichtet, daß die Leitung SET 2 eine gerade Linie bildet. Natürlich müssen Signalleitungen nicht notwendigerweise gerade Linien bilden und können z. B. rechtwinklige Biegungen enthalten, die nicht dargestellt sind, um nicht ausgerichtete Eingangstransistoren verschiedener NOR-Elemente miteinander zu verbinden.

Die Eingänge sind am Eingangskanal der entsprechenden NOR-Elemente I bis XII stufenförmig so angeordnet, daß Signalleitungen dazwischen hindurch und iiber dickere Teile der Siliziumdioxidschicht 49 laufen können, um die nötigen leitenden Verbindungen herzustellen. Die durch die Metallisierungen 65 und 67 der Steuerelektroden festgelegten Eingangstransistoren sind z. B. am Eingangskanal des NOR-Elementes VII so angeordnet, daß die Signalleitung SET 2 die durch die Metallisierung der Steuerelektroden 59, 61 und 63 definierten Eingangstransistoren mit den NOR-Elementen VIII, X und XII sowie die Signalleitung G₂ die Drainzone des NOR-Elementes VII mit den durch die Metallisierungen 69 und 71 der Steuerelektroden definierten Eingangstransistoren bzw. mit den NOR-Elementen VIII und XII verbindet. Weiterhin sind die durch die Metallisierung der Steuerelektroden 73 und 75 dem NOR-Element X und die durch die Metallisierung der Steuerelektroden 77 und 69 dem NOR-Element VIII zugeordneten Eingänge so verteilt, daß die Signalleitung F₂ über die jeweiligen Eingangskanäle laufen kann und die Drainzone D des NOR-Elementes X mit den Metallisierungen 89,83 und 85, die die Eingänge für die NOR-Elemente VII bzw. IX und XI festlegen, verbinden kann. Es ist zu beachten, daß eine Signalleitung, die eine Drainzone D und einen oder mehrere Eingänge für die NOR-Elemente I bis XII verbindet und in der eindimensionalen Reihe z. B. als Signal B₂ definiert ist, auf dickeren Teilen der Siliziumdioxidschicht 49 und über dem Grunddiffusionsmuster liegt Die Eingänge der NOR-Elemente I bis XII sowie die Signalleitungen sind so angeordnet, daß die Signalleitungen einander nicht kreuzen und die ganze Verbindungsanordnung in einer Metallisierungsebene festgelegt ist

Um die gerade gewünschte Leiterverbindung auf das Grunddiffusionsmuster 39 aufzubringen, wird eine dünne nicht dargestellte Metallschicht, z. B. aus Aluminium, zuerst auf die ganze Fläche der Siliziumdioxidschicht 39 und auch in die Zugangslöcher 53 gelegt und das gewünschte Muster für die Metallisierung der Steuerelektroden und für die Signalleitungen durch die bekannte Photoätztechnik erzeugt Danach können die entsprechenden äußeren Verbindungen, die durch die Pfeile angedeutet sind, angebracht werden. Natürlich können die Eingangs- und Ausgangssignale einer komplexen logischen Schaltungsanordnung, die z. B. durch das Grunddiffusionsmuster 39 festgelegt ist, auch von anderen komplexen logischen Anordnungen, z. B.

die durch die Grunddiffusionsmuster 45 und 47 festgelegten, empfangen oder auf diese gegeben werden.

In der in Fig.3B gezeigten Anordnung können die NOR-Elemente I bis VI in beliebiger Folge so angeordnet werden, daß die Längen der Signalleitungen, die zur Schaltung der gewünschten komplexen logischen Funktion erforderlich sind sowie die Ausdehnung des Grunddiffusionsmusters 39 so klein wie möglich gehalten werden. Die Signalleitungen können auch so angeordnet_werden, daß zwei oder mehrere Leitungen, z.B. PiCb, fy und SET2 in derselben horizontalen Linie verlaufen, wodurch die Höhe des Grunddiffusionsmusters 39 sehr klein gehalten wird. Das oben beschriebene Verfahren zur Erzeugung komplexer Schaltungsanordnungen mit hoher Pakkungsdichte aus einem Grunddiffusionsmuster kann natürlich auch für Sonderfälle verwendet werden. Wenn z. B. eines oder mehrere NOR-Elemente einen sehr hohen Eingangs-Verzweigungsfaktor (FAN-IN) aufweist, können zwei oder mehr im Grunddiffusionsmuster festgelegte Drainzonen D auf einer Signalleitung und einer für eine dieser Ausgangsdiffusionen vorgesehenen Lasteinheit 5 zusammengeschaltet werden. Wenn außerdem ein logisches Ausgangssignal zum Treiben einer ausnahmsweise hohen Belastung erforderlich ist, kann man durch Parallelschaltung von zwei oder mehreren Drainzonen D und den entsprechenden Eingängen stärkere Treibersignale erzeugen. In einer derartigen Anordnung werden das Verhältnis Länge zur Breite des betreffenden Schaltelementes und - der zugehörigen Lasteinheit und infolgedessen auch die Leistung gesteigert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

809 528/9

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Integrierte Schaltung mit einer Anzahl einander benachbarter, den gleichen Grundaufbau aufweisender Schaltelemente, die aus einer gemeinsamen Substratplatte aus Halbleitermaterial eines ersten Leitungstyps und aus Halbleiterzonen und Verbindungsleitungen bestehen, welche als Diffusionsbereiche eines zweiten Leitungstyps oder als Metallisierungsbereiche ausgebildet sind, gekennzeichnet durch eine orthogonale Struktur, derart, daß die Halbleiterzonen /5, D) der Schaltelemente in einer ersten Richtung dicht benachbart angeordnet sind und eine langgestreckte, sich in der zweiten Richtung ausdehnende Form (39) aufweisen, und durch eine Gruppe von in der ersten Richtung verlaufenden und in der zweiten Richtung nebeneinander angeordneten leitenden Verbindungen (S 2, B 2, P2C1 etc.), die zur Ausgangs-/Eingangskopplung der Schaltelemente untereinander entsprechend der zu erzeugenden Signalverknüpfung sowie als Signalein- und -ausgänge dienen.

2. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Verbindungen (S 2, 52, P₂Ci etc.) von den Halbleiterzonen (S, D) durch eine isolierende Schicht getrennt sind und durch Durchbrüche (53) oder kapazitätserhöhende Vertiefungen (51) mit ausgewählten Teilen der Halöieiterzonen verbunden sind.

3. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den gleichen Grundaufbau aufweisenden Schaltelemente logische NOR-Elemente sind, von denen jedes durch einen Feldeffekttransistor mit langgestreckten Source- (S) und Drainzonen (D) gebildet wird, der auf eine Belastung (5) arbeitet und über dessen Kanal (15) eine der Anzahl der für die jeweilige Verwendung benötigten Eingänge (9) entsprechende Zahl von isolierten Steuerelektroden (59, 69, 77) angebracht ist.

4. Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung (5) aus einem Feldeffekttransistor (5) besteht, der eine Halbleiterzone (13) mit dem das NOR-Element bildenden Feldeffekttransistor (11,13,17,19) gemeinsam hat.

5. Verwendung der integrierten Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere NOR-Elemente zu einer Addierer-Akkumulator-Anordnung verbunden sind für den Einsatz in einem Datenverarbeitungsgerät.

6. Verfahren zur Herstellung der integrierten Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterzonen als langgestreckte Diffusionsbereiche, von denen wenigstens einzelne untereinander zusammenhängen, in ein Halbleitersubstrat so eingebracht werden, daß sie eng nebeneinander liegen, daß das Substrat mit einer isolierenden Schicht bedeckt wird, daß danach durch Teilätzung die Dicke der isolierenden Schicht am Ort der Eingänge der zu erzeugenden logischen Schaltelemente reduziert und am Ort der Stromzuführung zu den Halbleiterzonen entfernt wird, und daß anschließend ein einschichtiges, aus Leiterzügen bestehendes Metallisierungsmuster aufgebracht wird, dessen Leiterzüge sich mit den Halbleiterzonen in Kontakt befinden.

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung mit einer Anzahl einander benachbarter, den gleichen

"Grundaufbau aufweisender Schaltelemente, die aus einer gemeinsamen Substratplatte aus Halbleitermaterial eines ersten Leitungstyps und aus Halbleiterzonen und Verbindungsleitungen bestehen, welche als Diffusionsbereiche eines, zweiten Leitungstyps oder als Metallisierungsbereiche ausgebildet sind. Die Erfindung betrifft des weiteren-eine Anwendung einer derartigen Schaltung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Bei der Entwicklung von komplexen und teuren elektronischen Apparaturen strebt die Industrie die Serienfertigung hoher Stückzahlen aktiver Schaltungselemente an, die eine Mehrzahl von Funktionen erfüllen können. Die Bemühungen sind auf eine stets kleinere Bauweise aktiver Elemente gerichtet, um einmal die Stückkosten zu reduzieren und zum anderen die Zuverlässigkeit und die Energieausnutzung vom Standpunkt des Systems zu verbessern. Die Sub-Mikrominiatür-Bauweise genügt auch den an derartige Systeme gestellten Geschwindigkeitsanforderungen besser, da die Länge elektrischer Verbindungen und Signalnetze zwischen den einzelnen aktiven Schaltelementen reduziert werden kann. Gegenwärtig entwickelt die Industrie komplexe Anordnungen derartiger Schaltungen mit Hunderten von logischen Schaltelementen auf einem Halbleiterplättchen von z. B. 25 mm².

Mit der Herstellung solcher Schaltungen sind zahlreiche Probleme verbunden. Dem Bestreben, logische Schaltelemente hoher Packungsdichte zur Durchführung komplexer logischer Funktionen auf viele verschiedene Arten miteinander zu verbinden und so komplette Untersystemfunktionen zu lösen, waren bisher enge Grenzen gesetzt. Dieser Umstand führte zu einer wesentlichen Reduktion der Packungsdichte und/oder Erhöhung der Herstellungszeit, da ein beträchtlicher Bereich der Oberfläche der Halbleiterplättchen für Verbindungswege freigestellt werden mußte, wenn ein gewisser Grad an Vereinheitlichung zur Vereinfachung der Serienherstellung notwendig war.

Die bekannten Fertigungstechniken streben eine optimale Packungsdichte bei »nach Maß gearbeiteten« Schaltungen und Auslegungen an, in denen jedes logische Schaltelement und jede funktionell Zwischenverbindung leicht erreichbar auf der Halbleiterfläche liegt. Die Entwicklung und Konstruktion einer solchen Schaltungsanordnung erfordert viel Zeit und lohnt sich nur dann, wenn hohe Stückzahlen und ein hoher

so Flexibilitätsgrad der Verbindungsanordnung erreicht wird. Bei kleinen Stückzahlen stehen derartige Techniken nicht zur Verfügung. Man greift daher zur Normung logischer Schaltelemente und verwendet z. B. ausschließlich NOR-Elemente. So können genormte logisehe Schaltelemente in einer koordinierten Folge auf der Halbleiterfläche angeordnet werden, wobei der Abstand zwischen den Schaltelementen für die Verbindungen zur Verfügung steht. Beim Stand der Technik werden bei der Integration logischer Schaltelemente im großen Maßstab zwischen 60 und 70% der verfügbaren Halbleiterfläche für die funktioneilen Verbindungen benötigt. Das Verbindungsmuster zwischen genormten logischen Schaltelementen, die in einer koordinierten Reihe angeordnet sind, kann durch Computer erzeugt werden. Dazu werden bestimmte Gruppierungen von genormten logischen Schaltelementen, die einer besonderen Funktion entsprechen, ausgewählt und ein festes Verbindungsmuster erstellt. Bei diesen beiden Techni-