JPS5939902B2 - 相補型絶縁ゲ−ト型電界効果半導体装置 - Google Patents
相補型絶縁ゲ−ト型電界効果半導体装置Info
- Publication number
- JPS5939902B2 JPS5939902B2 JP50061660A JP6166075A JPS5939902B2 JP S5939902 B2 JPS5939902 B2 JP S5939902B2 JP 50061660 A JP50061660 A JP 50061660A JP 6166075 A JP6166075 A JP 6166075A JP S5939902 B2 JPS5939902 B2 JP S5939902B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductivity type
- type
- region
- electrode
- field effect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D89/00—Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
- H10D89/60—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
- H10D89/601—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属、絶縁物、半導体を構成要素としたエンハ
ンスメントチャンネル相補型電界効果半導体装置に関し
、更に詳しくはゲート絶縁膜の保護装置を同一半導体基
板内に設けた相補型電界効果半導体装置に関している。
ンスメントチャンネル相補型電界効果半導体装置に関し
、更に詳しくはゲート絶縁膜の保護装置を同一半導体基
板内に設けた相補型電界効果半導体装置に関している。
従来の電界効果半導体装置て金属、絶縁物、半導体を構
成要素としたエンハンスメントチャンネル型半導体装置
においては、ゲート電極に高電圧を印加するとゲート電
極とチャンネル間を電気的に遮断している絶縁物が絶縁
破壊をおこし装置が永久的に破壊されてしまうという欠
点がある。
成要素としたエンハンスメントチャンネル型半導体装置
においては、ゲート電極に高電圧を印加するとゲート電
極とチャンネル間を電気的に遮断している絶縁物が絶縁
破壊をおこし装置が永久的に破壊されてしまうという欠
点がある。
上記装置の取扱い中に静電的に帯電した作業者の衣服等
が上記絶縁物に接触しただけでも絶縁破壊を起こした。
上記絶縁物の絶縁破壊対策としてゲート電極とチャンネ
ル間にダイオードを接続し、ゲート電極にダイオードの
降伏電圧以上の電圧印加を防止している。この従来の保
護方法は、ゲート電極とチャンネル間にダイオードを接
続しダイオードの降伏電圧以上の電圧の印加を防ぎ絶縁
物を保護する方法であるから、ダイオードの降伏電圧が
絶縁物の絶縁破壊電圧より高い場合はその効果はない。
が上記絶縁物に接触しただけでも絶縁破壊を起こした。
上記絶縁物の絶縁破壊対策としてゲート電極とチャンネ
ル間にダイオードを接続し、ゲート電極にダイオードの
降伏電圧以上の電圧印加を防止している。この従来の保
護方法は、ゲート電極とチャンネル間にダイオードを接
続しダイオードの降伏電圧以上の電圧の印加を防ぎ絶縁
物を保護する方法であるから、ダイオードの降伏電圧が
絶縁物の絶縁破壊電圧より高い場合はその効果はない。
実際の素子の場合、比較的低濃度の基板を使用するため
絶縁物の絶縁破壊電圧よりダイオードの降伏電圧を低く
制御することは困難である。そこで、本発明の目的は、
エンハンスチヤンネル相補型電界効果半導体装置のゲー
ト電極に印加される過大電圧をゲート電極に印加する前
に確実に半導体基板側に流し、ゲート絶縁膜の破壊を防
止した電効果半導体装置を提供するものである。
絶縁物の絶縁破壊電圧よりダイオードの降伏電圧を低く
制御することは困難である。そこで、本発明の目的は、
エンハンスチヤンネル相補型電界効果半導体装置のゲー
ト電極に印加される過大電圧をゲート電極に印加する前
に確実に半導体基板側に流し、ゲート絶縁膜の破壊を防
止した電効果半導体装置を提供するものである。
本発明はエンハンスメントチヤンネル相補型電界効果ト
ランジスタが設けられている半導体基板に更に相補型バ
イポーラトランジスタを設け、このバイポーラトランジ
スタを介して上記電界効果トランジスタのゲート電極に
印加される過大電圧を制御する半導体妄置である。以下
に、本発明の実施例によつて本発明の構成乃至作用効果
につき更に説明する。
ランジスタが設けられている半導体基板に更に相補型バ
イポーラトランジスタを設け、このバイポーラトランジ
スタを介して上記電界効果トランジスタのゲート電極に
印加される過大電圧を制御する半導体妄置である。以下
に、本発明の実施例によつて本発明の構成乃至作用効果
につき更に説明する。
第1図乃至第2図は本発明に係わるエンハンスメントチ
ヤンネル相補型電界効果トランジスタの上面図及び縦断
面図を示している。
ヤンネル相補型電界効果トランジスタの上面図及び縦断
面図を示している。
説明の都合上、要部を拡大して示している。図において
、P型拡散領域2を具備した長方形のN型シリコン基板
1の上部表面にSiO2膜3を形成し、該被膜3の一部
を除去し電極取出し孔4,5,6,7,8,9,10,
11,12,13を穿設する。
、P型拡散領域2を具備した長方形のN型シリコン基板
1の上部表面にSiO2膜3を形成し、該被膜3の一部
を除去し電極取出し孔4,5,6,7,8,9,10,
11,12,13を穿設する。
該電極取出し孔には、P型拡散領域14,15,16,
17,18,19とN型拡散領域20,21,22,2
3,24,25の一部が露出する。さらに真空蒸着法に
より電極取出し孔4,5,6,7,8,9,10,11
,12,13と、P型拡散領域14,15間及びN型拡
散領域24,25間に介在するSiQ2被膜3上に金属
被膜を被着し電極26,27,28,29,30,31
を構成する。P型拡散領域14をP型ソース領域、15
をP型ドレイン領域、N型拡散領域25をN型ソース領
域、24をN型ドレイン領域とし、P型ドレイン領域1
5の電極取出し孔5とN型ドレイン領域24の電極取出
し孔12を金属被膜電極28で接続し、P型及びN型ド
レイン電極とする。P型ソース領域14とN型拡散領域
20の電極取出し孔4を金属被膜電極26で接続し、P
型ソース電極とする。また、N型ソース領域25とP型
拡散領域19の電極取出し孔13を金属被膜電極31で
接続しN型ソース電極とする。P型拡散領域17,19
はP型拡散領域2と、またN型拡散領20,22はN型
シリコン基板とそれぞれ導電的に接続するための領域で
ある。P型拡散領域2及びN型拡散領域23及びP型拡
散領域18で構成されるPNPバイポーラトランジスタ
のP型拡散領域2をP型コレクタ領域、N型拡散領域2
3をN型ベース領域、P型拡散領域18をP型エミツタ
領域とし、N型シリコン基板1及びP型拡散領域16及
びN型拡散領域21で構成されるNPNバイポーラトラ
ンジスタのN型シリコン基板1をN型コレクタ領域、P
型拡散領域16をP型ベース領域、N型拡散領域21を
N型エミツタ領域とする。P型ソース、ドレイン領域1
4,15間及びN型ソース、ドレイン領域25,24間
に介在するSlO2被膜3上の金属被膜をゲート電極と
する。前記ゲート電極と、該電極と同時に被着せしめた
金属被膜電極27でP型エミツタ領域18の電極取出し
孔11とN型エミツタ領域21の電極取出し孔6に接続
する。金属被膜電極27はゲート電極、N型エミツタ電
極、P型エミツタ電極となる。ゲート電極27の金属被
膜はSiO2被膜3を介して該被膜3の下方にあるP型
ソース、ドレイン領域14,15及びN型ソース、ドレ
イン領域25,24の一部に重なるようにする。P型ベ
ース領域16の電極取出し孔7とP型拡散領域17の電
極取出し孔9を金属被膜電極29で接続し、P型ベース
電極とする。
17,18,19とN型拡散領域20,21,22,2
3,24,25の一部が露出する。さらに真空蒸着法に
より電極取出し孔4,5,6,7,8,9,10,11
,12,13と、P型拡散領域14,15間及びN型拡
散領域24,25間に介在するSiQ2被膜3上に金属
被膜を被着し電極26,27,28,29,30,31
を構成する。P型拡散領域14をP型ソース領域、15
をP型ドレイン領域、N型拡散領域25をN型ソース領
域、24をN型ドレイン領域とし、P型ドレイン領域1
5の電極取出し孔5とN型ドレイン領域24の電極取出
し孔12を金属被膜電極28で接続し、P型及びN型ド
レイン電極とする。P型ソース領域14とN型拡散領域
20の電極取出し孔4を金属被膜電極26で接続し、P
型ソース電極とする。また、N型ソース領域25とP型
拡散領域19の電極取出し孔13を金属被膜電極31で
接続しN型ソース電極とする。P型拡散領域17,19
はP型拡散領域2と、またN型拡散領20,22はN型
シリコン基板とそれぞれ導電的に接続するための領域で
ある。P型拡散領域2及びN型拡散領域23及びP型拡
散領域18で構成されるPNPバイポーラトランジスタ
のP型拡散領域2をP型コレクタ領域、N型拡散領域2
3をN型ベース領域、P型拡散領域18をP型エミツタ
領域とし、N型シリコン基板1及びP型拡散領域16及
びN型拡散領域21で構成されるNPNバイポーラトラ
ンジスタのN型シリコン基板1をN型コレクタ領域、P
型拡散領域16をP型ベース領域、N型拡散領域21を
N型エミツタ領域とする。P型ソース、ドレイン領域1
4,15間及びN型ソース、ドレイン領域25,24間
に介在するSlO2被膜3上の金属被膜をゲート電極と
する。前記ゲート電極と、該電極と同時に被着せしめた
金属被膜電極27でP型エミツタ領域18の電極取出し
孔11とN型エミツタ領域21の電極取出し孔6に接続
する。金属被膜電極27はゲート電極、N型エミツタ電
極、P型エミツタ電極となる。ゲート電極27の金属被
膜はSiO2被膜3を介して該被膜3の下方にあるP型
ソース、ドレイン領域14,15及びN型ソース、ドレ
イン領域25,24の一部に重なるようにする。P型ベ
ース領域16の電極取出し孔7とP型拡散領域17の電
極取出し孔9を金属被膜電極29で接続し、P型ベース
電極とする。
またN型ベース領域23の電極取出し孔10とN型拡散
領域22の電極取出し孔8を金属被膜電極30で接続し
、N型ベース電極とする。P型コレクタ領域2の電極は
、P型拡散領域19を介して接続されているN型ソース
電極31とする。またN型コレクタ1の電極はN型拡散
領域20を介して接続されているP型ソース電極26と
する。次にこの様に構成されたエンハンスメントチヤン
ネル相補型電界効果トランジスタの保護動作について説
明する。
領域22の電極取出し孔8を金属被膜電極30で接続し
、N型ベース電極とする。P型コレクタ領域2の電極は
、P型拡散領域19を介して接続されているN型ソース
電極31とする。またN型コレクタ1の電極はN型拡散
領域20を介して接続されているP型ソース電極26と
する。次にこの様に構成されたエンハンスメントチヤン
ネル相補型電界効果トランジスタの保護動作について説
明する。
N型ソース電極31に対してP型ソース電極26に正の
電圧を印加する。
電圧を印加する。
ゲート電極27の電圧を零とすると、N型ドレイン電極
28とN型ソース電極31間は電気的にしや断状態とな
り、P型ドレイン電極28とP型ソース電極26間は導
通する。またN型エミツタ電極27とP型ベース電極2
9は同電位となるので、NPNバイポーラトランジスタ
のN型エミツタ電極27とN型コレクタ電極26間はし
や断状態であり、N型ベース電極30はP型エミツタ電
極27に対してN型ソース電極31とP型ソース電極2
6間の電圧が逆方向に印加されているため、PNPバイ
ポーラトランジスタのP型エミツタ電極27とP型コレ
クタ電極31間も電気的にしや断状態となる。ここで、
ゲート電極27に負の過大電圧が印加されると、PNP
バイポーラトランジスタは、P型エミツタ電極27とN
型ベース電極30間の逆方向印加電圧が大きくなり、し
や断状態が続くが、NPNバイポーラトランジスタのN
型エミツタ電極27の電圧が負の電圧となるので、P型
ベース電極29からN型エミツタ電極27に電流が流れ
、N型コレクタ電極26とN型エミツタ電極27間が導
通しN型エミツタ電極27の電圧を零に保持する。次に
ゲート電極27にN型ソース電極31とP型ソース電極
26間と同電位の正の電圧を印加すると、N型ドレイン
電極28とN型ソース電極31間は導通し、P型ドレイ
ン電極28とP型ソース電極26間は電気的にしや断状
態となる。また、N型エミツタ電極27に対してP型ベ
ース電極29は、N型ソース電極31とP型ソース電極
26間の電圧が逆方向に印加されているため、NPNバ
イポーラトランジスタのN型エミツタ電極27とN型コ
レクタ電極26間はしや断状態であり、P型エミツタ電
極21とN型ベース電極30間は同電位となるので、P
NPバイポーラトランジスタのP型エミツタ電極27と
P型コレクタ電極31間もしや断状態となる。ここでゲ
ート電極27に過大の正の電圧が印加されると、NI)
NバイポーラトランジスタはN型エミツタ電極27とP
型ベース電極29間の逆方向印加電圧が大きくなりしや
断状態が続くが、PNPバイポーラトランジスタのP型
エミツタ電極27の電圧がN型ベース電極30に対して
正の電圧となるのでP型エミツタ電極27からN型ベー
ス電極30に電流が流れ、P型エミツタ電極27とP型
]レクタ電極31間が導通し、P型工゛ミツタ電極27
の電圧をN型ソース電極31とP型ソース電極26間の
電圧に保持する。以上、ゲート電極27の電圧を上記N
PN及びPNPバイポーラトランジスタの導通により制
限するものである。
28とN型ソース電極31間は電気的にしや断状態とな
り、P型ドレイン電極28とP型ソース電極26間は導
通する。またN型エミツタ電極27とP型ベース電極2
9は同電位となるので、NPNバイポーラトランジスタ
のN型エミツタ電極27とN型コレクタ電極26間はし
や断状態であり、N型ベース電極30はP型エミツタ電
極27に対してN型ソース電極31とP型ソース電極2
6間の電圧が逆方向に印加されているため、PNPバイ
ポーラトランジスタのP型エミツタ電極27とP型コレ
クタ電極31間も電気的にしや断状態となる。ここで、
ゲート電極27に負の過大電圧が印加されると、PNP
バイポーラトランジスタは、P型エミツタ電極27とN
型ベース電極30間の逆方向印加電圧が大きくなり、し
や断状態が続くが、NPNバイポーラトランジスタのN
型エミツタ電極27の電圧が負の電圧となるので、P型
ベース電極29からN型エミツタ電極27に電流が流れ
、N型コレクタ電極26とN型エミツタ電極27間が導
通しN型エミツタ電極27の電圧を零に保持する。次に
ゲート電極27にN型ソース電極31とP型ソース電極
26間と同電位の正の電圧を印加すると、N型ドレイン
電極28とN型ソース電極31間は導通し、P型ドレイ
ン電極28とP型ソース電極26間は電気的にしや断状
態となる。また、N型エミツタ電極27に対してP型ベ
ース電極29は、N型ソース電極31とP型ソース電極
26間の電圧が逆方向に印加されているため、NPNバ
イポーラトランジスタのN型エミツタ電極27とN型コ
レクタ電極26間はしや断状態であり、P型エミツタ電
極21とN型ベース電極30間は同電位となるので、P
NPバイポーラトランジスタのP型エミツタ電極27と
P型コレクタ電極31間もしや断状態となる。ここでゲ
ート電極27に過大の正の電圧が印加されると、NI)
NバイポーラトランジスタはN型エミツタ電極27とP
型ベース電極29間の逆方向印加電圧が大きくなりしや
断状態が続くが、PNPバイポーラトランジスタのP型
エミツタ電極27の電圧がN型ベース電極30に対して
正の電圧となるのでP型エミツタ電極27からN型ベー
ス電極30に電流が流れ、P型エミツタ電極27とP型
]レクタ電極31間が導通し、P型工゛ミツタ電極27
の電圧をN型ソース電極31とP型ソース電極26間の
電圧に保持する。以上、ゲート電極27の電圧を上記N
PN及びPNPバイポーラトランジスタの導通により制
限するものである。
以上の説明は、N型シリコン基板を使用した相補型電界
効果半導体装置について行なつたが、P型シリコン基板
を使用した相補型電界効果半導体装置についても適用で
きる。
効果半導体装置について行なつたが、P型シリコン基板
を使用した相補型電界効果半導体装置についても適用で
きる。
前述したSiO2被膜はこれのみに限定するものでなく
電気的絶縁物であればよい。半導体材料としてはシリコ
ンのみに限定するものでなく、ゲルマニウム等他の半導
体材料を用いてもよい。
電気的絶縁物であればよい。半導体材料としてはシリコ
ンのみに限定するものでなく、ゲルマニウム等他の半導
体材料を用いてもよい。
第1図は本発明にかかわる装置の土面図、第2図は第1
図のA−N断面図、第3図゛は本発明にか/かわる装置
の回路図である。 尚、各図において同一符号は同一又は相当部分を示し、
1はN型シリコン基板、2はP型拡散領域、3はSiO
2膜、4乃至13は電極取出し孔、14乃至19はP型
拡散領域、20乃至25はN型拡散領域、26乃至31
は金属被膜電極である。
図のA−N断面図、第3図゛は本発明にか/かわる装置
の回路図である。 尚、各図において同一符号は同一又は相当部分を示し、
1はN型シリコン基板、2はP型拡散領域、3はSiO
2膜、4乃至13は電極取出し孔、14乃至19はP型
拡散領域、20乃至25はN型拡散領域、26乃至31
は金属被膜電極である。
Claims (1)
- 1 第2導電型領域を具備した第1導電型半導体基板の
前記基板に第2導電型のソース領域、ドレイン領域及び
上記ソース領域、ドレイン領域間の上記基板表面に絶縁
層を介して設けられたゲート電極とから成る第1の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ、及び前記第2導電型領
域に第1導電型のソース領域、ドレイン領域及び上記ソ
ース領域、ドレイン領域間の上記第2導電型領域表面に
絶縁層を介して設けられたゲート電極とから成る第2の
絶縁ゲート型電界効果トランジスタを設け、上記第1及
び第2絶縁ゲート型電界効果トランジスタのそれぞれの
ドレイン領域及びそれぞれのゲート電極同士を電気的に
接続して成る相補型絶縁ゲート型電界効果半導体に於て
、第1導電型基板に第1導電型の領域を含む領域を形成
し、第1導電型基板と第1導電型の領域を含む領域で構
成されるバイポーラトランジスタの第1導電型基板をコ
レクタとして、第1導電型のエミッタ、第2導電型のベ
ースから成る第1のトランジスタ、及び第2導電型領域
に第2導電型の領域を含む領域を形成し、第2導電型領
域と第2導電型の領域を含む領域で構成されるバイポー
ラトランジスタの第2導電型領域をコレクタとして、第
2導電型のエミッタ、第1導電型のベースから成る第2
のトランジスタをそれぞれ設け、前記第1導電型及び第
2導電型のエミッタを前記ゲート電極と接続するととも
に第1導電型ベースを第1導電型基板に、また第2導電
型ベースを第2導電型領域にそれぞれ接続したことを特
徴とする相補型絶縁ゲート型電界効果半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50061660A JPS5939902B2 (ja) | 1975-05-22 | 1975-05-22 | 相補型絶縁ゲ−ト型電界効果半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50061660A JPS5939902B2 (ja) | 1975-05-22 | 1975-05-22 | 相補型絶縁ゲ−ト型電界効果半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51137385A JPS51137385A (en) | 1976-11-27 |
| JPS5939902B2 true JPS5939902B2 (ja) | 1984-09-27 |
Family
ID=13177588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50061660A Expired JPS5939902B2 (ja) | 1975-05-22 | 1975-05-22 | 相補型絶縁ゲ−ト型電界効果半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939902B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62165969A (ja) * | 1986-01-17 | 1987-07-22 | Sanyo Electric Co Ltd | Cmos半導体装置 |
-
1975
- 1975-05-22 JP JP50061660A patent/JPS5939902B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51137385A (en) | 1976-11-27 |
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