JPS5990951A - 集積半導体構体 - Google Patents
集積半導体構体Info
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- JPS5990951A JPS5990951A JP58195149A JP19514983A JPS5990951A JP S5990951 A JPS5990951 A JP S5990951A JP 58195149 A JP58195149 A JP 58195149A JP 19514983 A JP19514983 A JP 19514983A JP S5990951 A JPS5990951 A JP S5990951A
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- drain
- field effect
- semiconductor
- effect transistor
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/24—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/80—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
- H10D84/82—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
- H10D84/83—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
- H10D84/85—Complementary IGFETs, e.g. CMOS
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体本体を備え、かつ1個又は複数個のエ
ンハンスメント・モード電界効果トランジスタを設けた
屯田レベルシフト装置を有する集積半導体構体であって
、前記各il電界効果トランジスタソースと、ドレイン
と、ソース及びドレイン間に延在するチャンネル領域と
、ソースをドレインに接続する電界効果トランジスタの
主車流通路を制御するゲート車枠とを有し、ゲート車極
をドレインに結合し、回路通路により人力ノードを出力
ノードに接続しかつ回路通路が前記各電界効果トランジ
スタの主電流通路を含み、回路通路では前記各11を界
効果トランジスタがドレインに比べ人力ノードの近くし
こ接続したソースを有し、ソース及びドレインを第1導
屯形式としかつ半導体本体の半導体基板領域に収容する
集積半導体構体に関する。この種の半導体構体は米国特
許第4168161号に記載されている。
ンハンスメント・モード電界効果トランジスタを設けた
屯田レベルシフト装置を有する集積半導体構体であって
、前記各il電界効果トランジスタソースと、ドレイン
と、ソース及びドレイン間に延在するチャンネル領域と
、ソースをドレインに接続する電界効果トランジスタの
主車流通路を制御するゲート車枠とを有し、ゲート車極
をドレインに結合し、回路通路により人力ノードを出力
ノードに接続しかつ回路通路が前記各電界効果トランジ
スタの主電流通路を含み、回路通路では前記各11を界
効果トランジスタがドレインに比べ人力ノードの近くし
こ接続したソースを有し、ソース及びドレインを第1導
屯形式としかつ半導体本体の半導体基板領域に収容する
集積半導体構体に関する。この種の半導体構体は米国特
許第4168161号に記載されている。
幾つかのvイ通の回路では、入力電圧に応答して異なる
レベルの出力ffl!、田を発生させるため一連の同様
な極性の絶縁ゲート電界効果トランジスタを使用してい
る。
レベルの出力ffl!、田を発生させるため一連の同様
な極性の絶縁ゲート電界効果トランジスタを使用してい
る。
米国時#’l’l) 4152716号には、一連の電
界効果トランジスタ(以下FETと称する)列を導電性
分14:、装置とするMOS (金属酸化物半導体)回
路が開示されている。これにおいては一連のFET列の
一端におけるFE’l’のドレインに入力電圧を供給す
る一方、他端におけるFETのソースを接地し、−辿の
FET列の両端間の1個のFETから出力電圧を導出し
ている。これらFETは著しい飽和状態で作動させて、
出力yt1. tpがFETの実効コンダクタンスに応
じた入力電圧の所定部分屯田となるようにしている。こ
の分圧装置は良好な分圧を行うように思われるが、一連
のFET列の第2の端部におけるFETのソースを固定
%t [E Gこ結合する必要があるから、その動作は
A−プン・エンデッド動作とはならず、これは0MO8
(相n11M08)のη11き低電力用途には欠点とな
る。
界効果トランジスタ(以下FETと称する)列を導電性
分14:、装置とするMOS (金属酸化物半導体)回
路が開示されている。これにおいては一連のFET列の
一端におけるFE’l’のドレインに入力電圧を供給す
る一方、他端におけるFETのソースを接地し、−辿の
FET列の両端間の1個のFETから出力電圧を導出し
ている。これらFETは著しい飽和状態で作動させて、
出力yt1. tpがFETの実効コンダクタンスに応
じた入力電圧の所定部分屯田となるようにしている。こ
の分圧装置は良好な分圧を行うように思われるが、一連
のFET列の第2の端部におけるFETのソースを固定
%t [E Gこ結合する必要があるから、その動作は
A−プン・エンデッド動作とはならず、これは0MO8
(相n11M08)のη11き低電力用途には欠点とな
る。
この米国特許第4152716号(こよる上記分圧装置
における直列接続FETの各々は典形的OこはNチャン
ネル装置であり、そのソース及びドレインはそれ自体の
P形井戸に配設される。各FETのソースはそれ自体の
井戸に短絡される。すべでのP形井戸は入力111田に
結合する如く示されたN形半導体基板の表面に沿って配
設される。半導体Fi1体におけるPN接合にお番)る
最大逆IU Ll:、差は人力n1F1:。
における直列接続FETの各々は典形的OこはNチャン
ネル装置であり、そのソース及びドレインはそれ自体の
P形井戸に配設される。各FETのソースはそれ自体の
井戸に短絡される。すべでのP形井戸は入力111田に
結合する如く示されたN形半導体基板の表面に沿って配
設される。半導体Fi1体におけるPN接合にお番)る
最大逆IU Ll:、差は人力n1F1:。
における基板と大地電位における特許の井戸との間に存
在し、井戸が欠如する場合における如くこ−の特定の井
戸におけるII’ETのソースに対する境Wに沿っては
存在しない。このXi、 IE差は井戸・基板接合降伏
11il’ピvBDW−8&こ制限される。典形的な場
合これはソース/ドレイン境界におけるPN接合の1件
伏?t’1. [Jモ”BDS/I)より著しく大きい
。その結果、井戸により入力rll Eを大地電位より
vBDs/D以上高くすることができる。
在し、井戸が欠如する場合における如くこ−の特定の井
戸におけるII’ETのソースに対する境Wに沿っては
存在しない。このXi、 IE差は井戸・基板接合降伏
11il’ピvBDW−8&こ制限される。典形的な場
合これはソース/ドレイン境界におけるPN接合の1件
伏?t’1. [Jモ”BDS/I)より著しく大きい
。その結果、井戸により入力rll Eを大地電位より
vBDs/D以上高くすることができる。
またこの米国特許第41152716号には、そのすべ
てのソース及びドレインをN 3u半導体基板の表面に
沿つ゛C単一のP形井戸に配設する一連のNチャンネル
FET列を含む他のMO8分■分用装置記載されている
。この分区装置はこの米国時d1;における前記分目:
。装置とは相違しており、入力m圧をこの分用装置にお
ける各FETのゲー) TiN極に供給している。この
場合この入力ff1u:、は大地t FF、よりvBD
S/D以上高くすることはできない。
てのソース及びドレインをN 3u半導体基板の表面に
沿つ゛C単一のP形井戸に配設する一連のNチャンネル
FET列を含む他のMO8分■分用装置記載されている
。この分区装置はこの米国時d1;における前記分目:
。装置とは相違しており、入力m圧をこの分用装置にお
ける各FETのゲー) TiN極に供給している。この
場合この入力ff1u:、は大地t FF、よりvBD
S/D以上高くすることはできない。
先に参照した米国特許第4163161号には各FET
のドレインをソースに接続した一連のN絶縁ゲート・エ
ンハンスメント・モードFffT列を使用することによ
り特定レベルの出力faEを発生ずる他のMO8回路が
開示されている。これらFETは電圧調整装置における
帰還ループの一部を構成するPチャンネル装置とするの
が好適である。調整された1!圧はFET列の一端にお
りる第1 FETのソースへ入力m圧とじて供給される
。出力81 HEはFET列の他端における最終即ち第
N番目のFETのドレインから、入力m圧(調整された
)とは複合FET閾也圧即ち個々のFgTの閾電圧の和
に等しい量だけ相違する1!圧レベルで供給される。こ
の出力屯田により1個のNPNバイポーラトランジスタ
を制御し、このバイポーラトランジスタにより、第1.
FETのソースに接続したエミッタを有する他のNP
Nバイポーラトランジスタを制御して、人力nt EE
を複合閾電圧に応じたレベルに安定化するようにしてい
る。この米国特許では1rET列における少なくとも2
個のFETが常に使用されるが、その動作原理は、1個
だけのFETが存、′在する状態にも適用できる。
のドレインをソースに接続した一連のN絶縁ゲート・エ
ンハンスメント・モードFffT列を使用することによ
り特定レベルの出力faEを発生ずる他のMO8回路が
開示されている。これらFETは電圧調整装置における
帰還ループの一部を構成するPチャンネル装置とするの
が好適である。調整された1!圧はFET列の一端にお
りる第1 FETのソースへ入力m圧とじて供給される
。出力81 HEはFET列の他端における最終即ち第
N番目のFETのドレインから、入力m圧(調整された
)とは複合FET閾也圧即ち個々のFgTの閾電圧の和
に等しい量だけ相違する1!圧レベルで供給される。こ
の出力屯田により1個のNPNバイポーラトランジスタ
を制御し、このバイポーラトランジスタにより、第1.
FETのソースに接続したエミッタを有する他のNP
Nバイポーラトランジスタを制御して、人力nt EE
を複合閾電圧に応じたレベルに安定化するようにしてい
る。この米国特許では1rET列における少なくとも2
個のFETが常に使用されるが、その動作原理は、1個
だけのFETが存、′在する状態にも適用できる。
この米国特許第4−168161号には、FETを、半
導体本体のN形半導体基板領域の表面に沿って配設する
P形ソース及びドレインと共に普通の態様で形成するこ
とが開示されている。urk板領域を入力m圧に維持し
た場合、基板領域の(人力)屯田及び第N番目のFET
のドレインにおける出力電圧の差は当該半導体有体にお
けるPN接合に存在する最大逆IE差になる。この電圧
差は”BDS/Dに制限される。即ち出力’II!EE
をvBDs/Dより小さい値だけ基板マ1電圧から相違
させ、これに対応して入力11田の最大値を制限するよ
うにしている。しかしこれは一層高い入力m圧を必要と
する場合には不利である。
導体本体のN形半導体基板領域の表面に沿って配設する
P形ソース及びドレインと共に普通の態様で形成するこ
とが開示されている。urk板領域を入力m圧に維持し
た場合、基板領域の(人力)屯田及び第N番目のFET
のドレインにおける出力電圧の差は当該半導体有体にお
けるPN接合に存在する最大逆IE差になる。この電圧
差は”BDS/Dに制限される。即ち出力’II!EE
をvBDs/Dより小さい値だけ基板マ1電圧から相違
させ、これに対応して入力11田の最大値を制限するよ
うにしている。しかしこれは一層高い入力m圧を必要と
する場合には不利である。
本発明は、各FETのドレインをゲート7に極に結合シ
たN個のエンハンスメント自モードFETを設けたva
田レベルシフト装置を有する半導体病体を対象とする。
たN個のエンハンスメント自モードFETを設けたva
田レベルシフト装置を有する半導体病体を対象とする。
これらFETは第1乃至第N番目のFETとして通し番
号を付して示し、これはNが1に等しい場合も同じであ
る。入力■匝は第1 FETのソースGこf11給し、
これとレベルの異なる出力屯田を第Ni目の■”ETの
ドレインから導出する。、、Nが1より大きい場合番こ
はFETは・同様の極性のものとし、第N番目を除く各
FETのドレインを次のFETのソースに結合する。
号を付して示し、これはNが1に等しい場合も同じであ
る。入力■匝は第1 FETのソースGこf11給し、
これとレベルの異なる出力屯田を第Ni目の■”ETの
ドレインから導出する。、、Nが1より大きい場合番こ
はFETは・同様の極性のものとし、第N番目を除く各
FETのドレインを次のFETのソースに結合する。
本発明の半導体病体では各FETのソース及びドレイン
は半導体本体の半導体基板領域に配設する。
は半導体本体の半導体基板領域に配設する。
この基板領域は第1導電形式とし、第1導也形式と反対
の第2導?I形式の1次回戸を含んでいる。
の第2導?I形式の1次回戸を含んでいる。
各FETのソース及びドレインは第1導車形式とし、1
次回戸に配設する。
次回戸に配設する。
この井戸及び基板領域で構成した1次ダイオードを、は
ぼ固定された基準車F1:、を供給する基準71゜圧源
及び各FETのチャンネルの間に結合する。導通方向に
接続したダイオードを、入力車[I:、及び基準Y電圧
の差の絶対値が出カマ111圧及び基準r+t、 r+
:、のヅ1χの絶対値を越えるよう構成した回路で逆バ
イアスするようにする。
ぼ固定された基準車F1:、を供給する基準71゜圧源
及び各FETのチャンネルの間に結合する。導通方向に
接続したダイオードを、入力車[I:、及び基準Y電圧
の差の絶対値が出カマ111圧及び基準r+t、 r+
:、のヅ1χの絶対値を越えるよう構成した回路で逆バ
イアスするようにする。
井戸従って各FETのチャンネルは入力1日tに維持す
ると好適である。かかる態様において、井戸における入
力m圧及び基板領域の71’([五の差は半導体h′q
体のPN接合において生ずる最大逆亀用差となる。この
差はvBDW−8に制限され、このlrt匝は、先に述
べたように、vBDs/L)より著しく高い。従って入
力1!王は基板屯田に固定されない。これにより、前記
米国特許第4163161号に比べ大きい−71J、
I’E動作範囲が得られる。井戸内では第N番目のFE
Tのドレイン境界における人出カ屯田の差はソース/ド
レイン境界における最大逆m圧差となる。
ると好適である。かかる態様において、井戸における入
力m圧及び基板領域の71’([五の差は半導体h′q
体のPN接合において生ずる最大逆亀用差となる。この
差はvBDW−8に制限され、このlrt匝は、先に述
べたように、vBDs/L)より著しく高い。従って入
力1!王は基板屯田に固定されない。これにより、前記
米国特許第4163161号に比べ大きい−71J、
I’E動作範囲が得られる。井戸内では第N番目のFE
Tのドレイン境界における人出カ屯田の差はソース/ド
レイン境界における最大逆m圧差となる。
従って、出力11εI−Eは人力?li [EがらvB
Ds/Dより小さい値だけ相違させる必要がある。
Ds/Dより小さい値だけ相違させる必要がある。
出力T[IFEは人力?+1. [丁と、N個のFET
の複合閾電圧との和に等しくする。これによりいわゆる
オープン・エンデッド動作が得られ、前記米国特許第4
163161号における低■1力用に限られるという欠
点が除去される。これは、Nが1より大きい場合、第N
番目以外の各FETのドレインを次のFETのソースと
ほぼ合体することにより適切に達成される。
の複合閾電圧との和に等しくする。これによりいわゆる
オープン・エンデッド動作が得られ、前記米国特許第4
163161号における低■1力用に限られるという欠
点が除去される。これは、Nが1より大きい場合、第N
番目以外の各FETのドレインを次のFETのソースと
ほぼ合体することにより適切に達成される。
本発明の半導体溝体は、基板領域が第2導嵐形式の装置
井戸を含んでいる用途に好適である。この装置井戸に同
様な極性の装置井戸のソース及びドレインを配設する。
井戸を含んでいる用途に好適である。この装置井戸に同
様な極性の装置井戸のソース及びドレインを配設する。
入力電圧は典形的には外部供給屯LEであり、−力、出
力111.1−E、ハコ0) FET Q) ’/−ス
及び通常、装置井戸にも供給されるレベルシフトされた
オン・チップ供給電圧である。このFET・のドレイン
m圧が基板Tu圧(これは集積回路Oこおける基準電圧
)になり得る場合、出力[[E及び基板電圧の差はvB
DS/I)に制限される。これは前記米国特許第416
8161号で得られるものより著しく良好である。
力111.1−E、ハコ0) FET Q) ’/−ス
及び通常、装置井戸にも供給されるレベルシフトされた
オン・チップ供給電圧である。このFET・のドレイン
m圧が基板Tu圧(これは集積回路Oこおける基準電圧
)になり得る場合、出力[[E及び基板電圧の差はvB
DS/I)に制限される。これは前記米国特許第416
8161号で得られるものより著しく良好である。
本発明の半導体蹟゛I体は既に少なくとも2個の井戸を
含んでいるから、単に井戸の外)り(の基板領域に反対
極性FETのソース及びドレインを設けることにより簡
単に0MO8に適用できる。各FETは絶縁ゲート装置
であり、そのソース及びドレインは基板領域の表面に沿
って配設する。
含んでいるから、単に井戸の外)り(の基板領域に反対
極性FETのソース及びドレインを設けることにより簡
単に0MO8に適用できる。各FETは絶縁ゲート装置
であり、そのソース及びドレインは基板領域の表面に沿
って配設する。
入力ta田が池のオン・チップ装置Gこ対する酊1源と
して作用しないようにすることが所望される。
して作用しないようにすることが所望される。
第2の装置井戸には同様な極性の紀2装置i¥ FET
のソース及びドレインを配役する。)この入力車[■テ
はこのF’Ei’のソース及び通常、φ:2装置井戸に
も供給する。このFETのドレイン市:IEを基準1江
田にすることができる場合、入力t&!F、+((及び
基& Tll o>の差は更にvBDs/Dに制限され
る。これにより、動作範囲を疲失するも付加的な#H1
融通性が得られる。
のソース及びドレインを配役する。)この入力車[■テ
はこのF’Ei’のソース及び通常、φ:2装置井戸に
も供給する。このFETのドレイン市:IEを基準1江
田にすることができる場合、入力t&!F、+((及び
基& Tll o>の差は更にvBDs/Dに制限され
る。これにより、動作範囲を疲失するも付加的な#H1
融通性が得られる。
次に図]n1につき本発明の詳細な説明する。
第1図は、外部人カ供給也FE、VDDIを−IrI亀
田レ屯田の低いオン・チップ出方供IQ 屯[(E V
DDOに変換する電圧レベルシフト装置1oを有する0
MO8購体の実Mii例を示す。またこの64体はMl
圧vDD。
田レ屯田の低いオン・チップ出方供IQ 屯[(E V
DDOに変換する電圧レベルシフト装置1oを有する0
MO8購体の実Mii例を示す。またこの64体はMl
圧vDD。
と、この°亀[:E VD、。より低いほぼ固定された
基準mFF、v88との間で作動する普通のCMO8反
転装置12を備えている。電圧レベルシフト装置10及
び反転装@12に対応する回路図をff12図に示しで
ある。
基準mFF、v88との間で作動する普通のCMO8反
転装置12を備えている。電圧レベルシフト装置10及
び反転装@12に対応する回路図をff12図に示しで
ある。
■匝しベルシフト装置1oはN個の直列接続したPチャ
ンネル・工〉ハンスメント・モード絶縁ゲートFR:T
(II=l界効果トランジスタ)がら成り、ここでNは
正の整数である。第1及び2図には、−例として3個の
ががるFFJT Ql、 G2及び。3を示しである。
ンネル・工〉ハンスメント・モード絶縁ゲートFR:T
(II=l界効果トランジスタ)がら成り、ここでNは
正の整数である。第1及び2図には、−例として3個の
ががるFFJT Ql、 G2及び。3を示しである。
これらの各FETはそのゲー) ’eel 枠Gl 、
G2又はG8に接続したドレインDI、D2又はD8
ヲ有している。大刀供給屯田V は第1. FET
QlのソDI)I −スS1にlJt給する一方、出カ供給屯田VDDoは
第3(又は第N ) FET G8のドレインD8から
導出ス、る。各FET Ql、 G2又はG3のチャン
ネルは屯田vDDIに短絡結合する。特に、これらFE
Tのチャンネル及びソースS1は逆バイアスされた1次
PNダイA−ドDPのカソードに接続し、このダイオー
ドのアノードは基準電圧Vssに結合する。
G2又はG8に接続したドレインDI、D2又はD8
ヲ有している。大刀供給屯田V は第1. FET
QlのソDI)I −スS1にlJt給する一方、出カ供給屯田VDDoは
第3(又は第N ) FET G8のドレインD8から
導出ス、る。各FET Ql、 G2又はG3のチャン
ネルは屯田vDDIに短絡結合する。特に、これらFE
Tのチャンネル及びソースS1は逆バイアスされた1次
PNダイA−ドDPのカソードに接続し、このダイオー
ドのアノードは基準電圧Vssに結合する。
反転装置】2は反転回路の)l’t mに配設した一対
のエンハンスメント・モード絶縁ゲートFET G4及
びG5から成り、これらFETのドレインD4及びD5
を互に接続して、同じく互に接続したゲート電極G4及
びG5に供給した論理電圧大刀信号vINAと反対の論
理値の論理電圧出方信号voUTAを発生するようにす
る(vINA及びVOU’l’Aは第1図には図示せず
)。FET G4はPチャンネル装置であり、そのソー
スS4にハIt [、E VDDOが供給され、そのチ
ャンネルはNL田vDDoに対し短絡される。またこの
FET G4.のチャンネル及びソースは逆バイアスさ
れる装置であるPNダイオードDAのカソードに接続し
、このダイオードのアノードは基I%a n−t 川v
ss cこ結合する。FET G5は相補形Nチャンネ
ル装置であり、そのソースS5及びtヤンネルの両方を
基準屯田に維持する。
のエンハンスメント・モード絶縁ゲートFET G4及
びG5から成り、これらFETのドレインD4及びD5
を互に接続して、同じく互に接続したゲート電極G4及
びG5に供給した論理電圧大刀信号vINAと反対の論
理値の論理電圧出方信号voUTAを発生するようにす
る(vINA及びVOU’l’Aは第1図には図示せず
)。FET G4はPチャンネル装置であり、そのソー
スS4にハIt [、E VDDOが供給され、そのチ
ャンネルはNL田vDDoに対し短絡される。またこの
FET G4.のチャンネル及びソースは逆バイアスさ
れる装置であるPNダイオードDAのカソードに接続し
、このダイオードのアノードは基I%a n−t 川v
ss cこ結合する。FET G5は相補形Nチャンネ
ル装置であり、そのソースS5及びtヤンネルの両方を
基準屯田に維持する。
再び第1図を参照すると、宙、田しベルシフト装+if
10及び反1獣装置12は、P影領域、N影領域及び絶
縁領域が形成されるP形量結晶シリコン半導体基板領域
16を含む半導体本体のほぼ平坦な表面14に沿って配
設する。このP影領域16は基帛亀圧■8sに維持する
。fMEレベルシフト装置1()、反転装置12及び他
のかかるオン・チップ装置における単結晶導電素子は、
二酸化シリコンの四部の形態の絶縁領域18の部分によ
って表面14に沿って互に横方向に分離された1個又は
複数個の能動半導体領域にそれぞれ配設する。酸化物分
離領域18は表面14の下へ約600 +1オングスト
ロームにわたり延設し、かつ表面14の上へ約4ooo
オングストロームにわたり延設する。
10及び反1獣装置12は、P影領域、N影領域及び絶
縁領域が形成されるP形量結晶シリコン半導体基板領域
16を含む半導体本体のほぼ平坦な表面14に沿って配
設する。このP影領域16は基帛亀圧■8sに維持する
。fMEレベルシフト装置1()、反転装置12及び他
のかかるオン・チップ装置における単結晶導電素子は、
二酸化シリコンの四部の形態の絶縁領域18の部分によ
って表面14に沿って互に横方向に分離された1個又は
複数個の能動半導体領域にそれぞれ配設する。酸化物分
離領域18は表面14の下へ約600 +1オングスト
ロームにわたり延設し、かつ表面14の上へ約4ooo
オングストロームにわたり延設する。
瑣[Eレベルシフト装置10ではFE’I’ Qlのド
レインDIをFET G2のソースS2と一体に構成し
、FET G2のドレインD2をFET G8のソース
S8と一体に構成する。ソース/ドレイン素子81.
DI/82、 D、2/83及びD8のすべては、1個
の能動半導体領域において表面14に沿って配設された
浅いP十領域である。これらの素子のすべては表面14
1の下で下側シリコン内へ約8000オングストローム
にわたり延設する。
レインDIをFET G2のソースS2と一体に構成し
、FET G2のドレインD2をFET G8のソース
S8と一体に構成する。ソース/ドレイン素子81.
DI/82、 D、2/83及びD8のすべては、1個
の能動半導体領域において表面14に沿って配設された
浅いP十領域である。これらの素子のすべては表面14
1の下で下側シリコン内へ約8000オングストローム
にわたり延設する。
P十領域Sl、 DI/S2. D2/S8 &[D3
(7)tヘテか、ダイオードDPを規定するため表面
14の下約bミクロンにわたり基板領域16内に延設す
る深いN形井戸20に配設されることが重要である。従
って井戸20に酸化物領域18の底部の下を下方へ延設
する。また井戸20は横方向には、■田レベルシフト装
置lOのための能動領域を規定する絶縁領域18の部分
の側壁を越えて延設する。
(7)tヘテか、ダイオードDPを規定するため表面
14の下約bミクロンにわたり基板領域16内に延設す
る深いN形井戸20に配設されることが重要である。従
って井戸20に酸化物領域18の底部の下を下方へ延設
する。また井戸20は横方向には、■田レベルシフト装
置lOのための能動領域を規定する絶縁領域18の部分
の側壁を越えて延設する。
反転装[12においてソースS4及びドレインD4は1
個の半導体能動領域Gこおいて表面14に沿って配設さ
れた高専T11性の浅いP十領域である。
個の半導体能動領域Gこおいて表面14に沿って配設さ
れた高専T11性の浅いP十領域である。
ソースS4及びドレインD4は表面141の下をP+領
域81. DI/S2. D2/S8及びD8とほぼ同
じ深さにわたり延設し、かつダイオードDAを規定する
ため井戸20とほぼ同じ深さにわたり延設する深いN杉
井戸22内に配設する。ソースS5及びドレインD5は
他の能動半導体領域において表面14に沿って配設され
た高導電性の浅いN十領域である。ソースS5及びドレ
インD5は表面14の下を、M&領域16内へ約800
13オングストロームにわたり延設する。
域81. DI/S2. D2/S8及びD8とほぼ同
じ深さにわたり延設し、かつダイオードDAを規定する
ため井戸20とほぼ同じ深さにわたり延設する深いN杉
井戸22内に配設する。ソースS5及びドレインD5は
他の能動半導体領域において表面14に沿って配設され
た高導電性の浅いN十領域である。ソースS5及びドレ
インD5は表面14の下を、M&領域16内へ約800
13オングストロームにわたり延設する。
酸化領域18の直ぐ下には井戸2o又は22を囲む高専
Y1%性P+領域24を配設し、この領域24は領域1
8沿いのドープされたシリコンの反転を防止するよう作
動する。また反転防止領域24は、FET G5に対す
る能動領域を規定する領域18の部分の側壁上へ部分的
に延設する。
Y1%性P+領域24を配設し、この領域24は領域1
8沿いのドープされたシリコンの反転を防止するよう作
動する。また反転防止領域24は、FET G5に対す
る能動領域を規定する領域18の部分の側壁上へ部分的
に延設する。
第1図においてx印で示したように、各FET Ql。
G2.Ql31 Q’又はG5のチャンネルに注入され
たP形不純物はその閾電圧を制御するよう作用する。
たP形不純物はその閾電圧を制御するよう作用する。
各FET Ql、 G2. G3. G4又はG5に対
するチャンネルの上には酸化シリコンの誘電体層26の
対応部分を配設し、その上にはドープされた多結晶シリ
コン(ポリシリコン)の絶縁ゲー) Gl、 G2.G
3゜G4又はG5を配設する。酸化物層26の厚さは約
500オングストロームである。ゲート01〜G5 (
1)厚さはそれぞれ約4000オングストロームである
。
するチャンネルの上には酸化シリコンの誘電体層26の
対応部分を配設し、その上にはドープされた多結晶シリ
コン(ポリシリコン)の絶縁ゲー) Gl、 G2.G
3゜G4又はG5を配設する。酸化物層26の厚さは約
500オングストロームである。ゲート01〜G5 (
1)厚さはそれぞれ約4000オングストロームである
。
絶縁領域18の上と、ゲー) Gl〜G5によって覆わ
れていない誘電体層26の上に、約1.2ミクロンの平
均厚さを有する8%の燐でドープした二酸化シリコン(
ペイボックス(yapox)、商品名)の導電層28を
配設する。また導TM、WI 28はゲー) Gl〜G
5を囲み、かつ部分的にゲートGi −Gfiの上に配
設する。導電層28の上には約1%のシリコント共にア
ルミニウムから成る導g ハターン80を配設し、コノ
導mパターンは導Wi、 IM 2 ”及び誘電体層2
6における開口を介して表面14まで下方へ延設し、ま
た導゛亀層28における開口を介してゲー) Gl〜G
6まで下方へtL設して、亀庄しベルシフト装@lO及
び反転装置i’j l 2におりる種々の素子の間の適
当な電気相互接続を形成するようにする。また、約1ミ
クロンの厚さを有する導■パターン80はl“eL圧V
V(第1図GこはDDI” INA 図示せず)、vSS”DDO及0” VOUTA &Z
対t 6 ’?41 %接続を形成する。
れていない誘電体層26の上に、約1.2ミクロンの平
均厚さを有する8%の燐でドープした二酸化シリコン(
ペイボックス(yapox)、商品名)の導電層28を
配設する。また導TM、WI 28はゲー) Gl〜G
5を囲み、かつ部分的にゲートGi −Gfiの上に配
設する。導電層28の上には約1%のシリコント共にア
ルミニウムから成る導g ハターン80を配設し、コノ
導mパターンは導Wi、 IM 2 ”及び誘電体層2
6における開口を介して表面14まで下方へ延設し、ま
た導゛亀層28における開口を介してゲー) Gl〜G
6まで下方へtL設して、亀庄しベルシフト装@lO及
び反転装置i’j l 2におりる種々の素子の間の適
当な電気相互接続を形成するようにする。また、約1ミ
クロンの厚さを有する導■パターン80はl“eL圧V
V(第1図GこはDDI” INA 図示せず)、vSS”DDO及0” VOUTA &Z
対t 6 ’?41 %接続を形成する。
” E vDDIを供給される導rttパターン30の
部分はソース81に隣接して表面14に沿って井戸20
に配設した高導電性の浅いN十領域82を介して井戸2
0のN部分に結合して、井戸20従ってFETQll
Q2及びQ3のチャンネルを[11[)E vDDIに
維持するようにする。同様に、甫、rE vDDOを供
給される導・■1パターン3()の部分はソースS4に
隣接して表面14に沿って井戸22&:、配設した高導
電性の浅いN十領域34を介して井戸22のN部分に結
合して、井戸22従ってFRET Q4のチャンネルを
m[EvDDoに維持するようにする。N十領域32及
び84はN中領域D5及びS5とほぼ同じ深さに延設す
る。また、電圧vssを供給される導電)<ターン80
の部分はソースS5に隣接して表面14に沿って基板領
域16に配設した高導電性の浅いP÷領域36を介して
基板領域16の2部分に結合して、基板領域16を7r
Z [E vssに維持するようにする。P半領域86
はP十領域S4及びD4とほぼ同じ深さに延設する。
部分はソース81に隣接して表面14に沿って井戸20
に配設した高導電性の浅いN十領域82を介して井戸2
0のN部分に結合して、井戸20従ってFETQll
Q2及びQ3のチャンネルを[11[)E vDDIに
維持するようにする。同様に、甫、rE vDDOを供
給される導・■1パターン3()の部分はソースS4に
隣接して表面14に沿って井戸22&:、配設した高導
電性の浅いN十領域34を介して井戸22のN部分に結
合して、井戸22従ってFRET Q4のチャンネルを
m[EvDDoに維持するようにする。N十領域32及
び84はN中領域D5及びS5とほぼ同じ深さに延設す
る。また、電圧vssを供給される導電)<ターン80
の部分はソースS5に隣接して表面14に沿って基板領
域16に配設した高導電性の浅いP÷領域36を介して
基板領域16の2部分に結合して、基板領域16を7r
Z [E vssに維持するようにする。P半領域86
はP十領域S4及びD4とほぼ同じ深さに延設する。
屯田レベルシフト装置10の作動に当り各FETQl、
Q2又はQ3は丁度間導通レベルvTJにおけるゲート
・ソースll’Eと共に〜メ通する。Jは1からNまで
の値であり、本例では8であるo FET Ql〜Q3
カPチャンネル・エンノ)ンスメント・モート。
Q2又はQ3は丁度間導通レベルvTJにおけるゲート
・ソースll’Eと共に〜メ通する。Jは1からNまで
の値であり、本例では8であるo FET Ql〜Q3
カPチャンネル・エンノ)ンスメント・モート。
装置である限り各閾屯田vTJは負である。各FETQ
Jはゲート・ソース間が接続されているから、各FET
C対するソース・ドレイン電圧降下はI VTJlとな
る。各FET QJについてはソース叱圧従ってチャン
ネル・ソース111111Eが異なるから、各FET
QJにつき電圧vTJは異なる。従って、出力亀田vD
DOは人力屯田vDDIと、電圧レベルシフト装jig
、 10の複合FET 1m l!■との和に等しくな
る。云い換えは、各FET QJがNチャンネル装置で
ある相補形の場合にも成立ち、その理由はこの場合vT
Jが正でvDDOがVDDIを越えるという所要の結果
が得られるからである。
Jはゲート・ソース間が接続されているから、各FET
C対するソース・ドレイン電圧降下はI VTJlとな
る。各FET QJについてはソース叱圧従ってチャン
ネル・ソース111111Eが異なるから、各FET
QJにつき電圧vTJは異なる。従って、出力亀田vD
DOは人力屯田vDDIと、電圧レベルシフト装jig
、 10の複合FET 1m l!■との和に等しくな
る。云い換えは、各FET QJがNチャンネル装置で
ある相補形の場合にも成立ち、その理由はこの場合vT
Jが正でvDDOがVDDIを越えるという所要の結果
が得られるからである。
種々のPN接合の降伏@[F、から、次に述べるようy
ljmy、田の制限がアル。vDI)I 〉vDDO>
VSS ” ”関係から逆バイアスされる各PN接合D
P及びDA&こ対しては、その井戸・基板降伏” (E
vBDw−sは約5【1vである。井j々20及び22
における浅いP4−領域のPN接合のP+バー降伏范田
は約15Vであるから、すべてのソース/ドレイン境界
に沿ったPN接合の降伏r11[1:、■8.8//D
は約16Vとなり、浅いN十領域S5及びD5のPN接
合のN+/P−降伏電圧もほぼ同じである。
ljmy、田の制限がアル。vDI)I 〉vDDO>
VSS ” ”関係から逆バイアスされる各PN接合D
P及びDA&こ対しては、その井戸・基板降伏” (E
vBDw−sは約5【1vである。井j々20及び22
における浅いP4−領域のPN接合のP+バー降伏范田
は約15Vであるから、すべてのソース/ドレイン境界
に沿ったPN接合の降伏r11[1:、■8.8//D
は約16Vとなり、浅いN十領域S5及びD5のPN接
合のN+/P−降伏電圧もほぼ同じである。
本例の構体7同路における最大の逆PN接合竜圧差は接
合DPにおりるvIJD工及び”DDOの間の差である
。従って、VDDIは少なくともvssとvBDW−8
の和に制限きれる。井戸20内では最大屯■差はドレイ
ンD8の境界に沿ったPM接合88におけるVDDI及
びvDDOの間の差である。
合DPにおりるvIJD工及び”DDOの間の差である
。従って、VDDIは少なくともvssとvBDW−8
の和に制限きれる。井戸20内では最大屯■差はドレイ
ンD8の境界に沿ったPM接合88におけるVDDI及
びvDDOの間の差である。
反転装置12の如き装置によりvM FE VDDOは
制限サレル。vl)Do <VDDI テあるから、P
M接合DAの逆バイアス11圧はPN接合DPの逆バイ
アス屯田より常に小さくなり、従ってP)1接合DAに
つイテハ問題ハフx イ。m [E VOUTA Gt
、It IE VINA カを倫u++値” 0” (
vDDOにおける)から°’ 1 ” (VBsにおり
る)に切換えられた際、FET Q4のターンオン及び
FET Q5のターンオフと共にVDDOにおける論理
値°°1°”から、FET Q4のターンオフ及びFE
TQ5のターンオンと共にvssにおける論理値°°0
”へ切換えられ、逆に7m EE VINAが“1゛°
から“0°°へ切換えられた際電圧V は°’ o
++から°゛1”へ切UTA 換えられ、この電圧V から制限が生ずる。
制限サレル。vl)Do <VDDI テあるから、P
M接合DAの逆バイアス11圧はPN接合DPの逆バイ
アス屯田より常に小さくなり、従ってP)1接合DAに
つイテハ問題ハフx イ。m [E VOUTA Gt
、It IE VINA カを倫u++値” 0” (
vDDOにおける)から°’ 1 ” (VBsにおり
る)に切換えられた際、FET Q4のターンオン及び
FET Q5のターンオフと共にVDDOにおける論理
値°°1°”から、FET Q4のターンオフ及びFE
TQ5のターンオンと共にvssにおける論理値°°0
”へ切換えられ、逆に7m EE VINAが“1゛°
から“0°°へ切換えられた際電圧V は°’ o
++から°゛1”へ切UTA 換えられ、この電圧V から制限が生ずる。
UTA
PN接合DAを別にして、反転装置12における最大P
N接合也圧差は、ドレインD4に沿ったPN接合40に
おけルvDDo及(J VB2 (1)間の差(FE’
l’Q4カターンオフする場合)、又はドレインD5に
沿ったPN接合42におけるvDDo及びvssの間の
差(FK’l’ Q4がターンオンする場合)である。
N接合也圧差は、ドレインD4に沿ったPN接合40に
おけルvDDo及(J VB2 (1)間の差(FE’
l’Q4カターンオフする場合)、又はドレインD5に
沿ったPN接合42におけるvDDo及びvssの間の
差(FK’l’ Q4がターンオンする場合)である。
これらの差のどちらもははvBDs/Dに制限され、従
ってVDDIはvssとはぼ2vBDS/Dとの和に制
限される0これは[[E VDDIに関する制限の全般
的な重態テア’)、その理由は2vBl)S/D (約
80v)は■BDW−8(約50V)より小さいからで
ある。
ってVDDIはvssとはぼ2vBDS/Dとの和に制
限される0これは[[E VDDIに関する制限の全般
的な重態テア’)、その理由は2vBl)S/D (約
80v)は■BDW−8(約50V)より小さいからで
ある。
本発明の揮々の累子全製造する方法は半導体技術におい
て周知である。第1図に示した種々の1゛−プされた領
域を作製する際には普通のマスキング、エツチング及び
清浄(クリーニング)技術が・使用される。記載を簡単
にするため、次に述べる製造工程の説明では、マスキン
グ、エツチング。
て周知である。第1図に示した種々の1゛−プされた領
域を作製する際には普通のマスキング、エツチング及び
清浄(クリーニング)技術が・使用される。記載を簡単
にするため、次に述べる製造工程の説明では、マスキン
グ、エツチング。
清浄その他周知の工程の説明は省略する。
種々のP Jlt領域を形成するためのP形不純物とし
てはほう素を使用する。相補N形ドープ剤としては燐及
び砒素を選択的に使用する。これらドープ剤の代りに他
の適当な不純物を使用することもできる。多くのイオン
注入工程では代案として不純物を拡散によって導入する
ことができ、かつこれと逆の関係にすることもできる〇 出発材料は約15オーム・cmの固有抵抗を有する基板
領域16を含むウェハである。このウェハの頂部に沿っ
て500オングストロームの二酸化シリコン層を熱成長
させる。井戸20及び22を形成するための区域におけ
る領域16に酸化物層を介してまず5XlO’イオン/
C−の用量において150キt’ @i、子ホル) (
KKV) ニおイテ燐(P+)全m1ハ;的にイ」ン注
入することにJ、って井戸20及び22をノ1ぢ成する
。次いで燐を115 +1“Cで熱的に駆動し−C井戸
20及び22を形成する。これにより・燐の活性化も行
われる。次いで酸化物層を除去する。次いで普通の技術
により酸化物絶縁領域18及び反転防止領域24を形成
し、はう素を5X1018イオン/C−においてウェハ
のフィールド区域に選択的に注入し、次いで下方へ駆動
して、酸化物領域1Bが形成される際P十領域24が形
成されるようにする。
てはほう素を使用する。相補N形ドープ剤としては燐及
び砒素を選択的に使用する。これらドープ剤の代りに他
の適当な不純物を使用することもできる。多くのイオン
注入工程では代案として不純物を拡散によって導入する
ことができ、かつこれと逆の関係にすることもできる〇 出発材料は約15オーム・cmの固有抵抗を有する基板
領域16を含むウェハである。このウェハの頂部に沿っ
て500オングストロームの二酸化シリコン層を熱成長
させる。井戸20及び22を形成するための区域におけ
る領域16に酸化物層を介してまず5XlO’イオン/
C−の用量において150キt’ @i、子ホル) (
KKV) ニおイテ燐(P+)全m1ハ;的にイ」ン注
入することにJ、って井戸20及び22をノ1ぢ成する
。次いで燐を115 +1“Cで熱的に駆動し−C井戸
20及び22を形成する。これにより・燐の活性化も行
われる。次いで酸化物層を除去する。次いで普通の技術
により酸化物絶縁領域18及び反転防止領域24を形成
し、はう素を5X1018イオン/C−においてウェハ
のフィールド区域に選択的に注入し、次いで下方へ駆動
して、酸化物領域1Bが形成される際P十領域24が形
成されるようにする。
種々のFETはまず熱酸化により表面14に沿って誘電
体層26を成長させることによって形成する。はう素(
B+)を8X1011イオ”7cm2及び45KEYに
おいて種々のFETのチャンネルに選択的に注入してそ
の閾I!田を設定する。誘電体層26の頂部上に多結晶
シリコン層を堆積する。この多結晶シリコン層に燐を拡
散させてこの多結晶シリコン層が約20オーム/単位面
積のシート抵抗において導ル性を呈するようにする。次
いでこの多結晶シリコン層に選択的にエツチングを施し
てゲートGl〜G5を形成する。ゲートG5を用いて自
己アラインメントを行い、砒素(As+)を5xll1
15イメン/C1n’及び120 KEYで酸化物層2
6を介して浅いN十領・域を形成するための領域に注入
する。次いで1050’cで砒素において熱的に駆動す
ることにより践いN十領域が形成される。これにより砒
素の活性化も行われる。ゲー) Gl〜G41を用いて
自己アラインメントを行い、はう素(B+)を8 X
10”イオン/仁m2及び40 Klで誘m体層26を
介して浅いP十領域用の領域に選択的に注入する。燐で
ドープした二酸化シリコンN28を堆積した後ウニハラ
950°Cで焼鈍する。このウェハをほう素において駆
動して浅いP十領域を形成し、この領域を活性化し、格
子損傷を修復する。
体層26を成長させることによって形成する。はう素(
B+)を8X1011イオ”7cm2及び45KEYに
おいて種々のFETのチャンネルに選択的に注入してそ
の閾I!田を設定する。誘電体層26の頂部上に多結晶
シリコン層を堆積する。この多結晶シリコン層に燐を拡
散させてこの多結晶シリコン層が約20オーム/単位面
積のシート抵抗において導ル性を呈するようにする。次
いでこの多結晶シリコン層に選択的にエツチングを施し
てゲートGl〜G5を形成する。ゲートG5を用いて自
己アラインメントを行い、砒素(As+)を5xll1
15イメン/C1n’及び120 KEYで酸化物層2
6を介して浅いN十領・域を形成するための領域に注入
する。次いで1050’cで砒素において熱的に駆動す
ることにより践いN十領域が形成される。これにより砒
素の活性化も行われる。ゲー) Gl〜G41を用いて
自己アラインメントを行い、はう素(B+)を8 X
10”イオン/仁m2及び40 Klで誘m体層26を
介して浅いP十領域用の領域に選択的に注入する。燐で
ドープした二酸化シリコンN28を堆積した後ウニハラ
950°Cで焼鈍する。このウェハをほう素において駆
動して浅いP十領域を形成し、この領域を活性化し、格
子損傷を修復する。
導電1i728及び所要に応じ誘電体層26には選択的
にエツチングを施して、ゲー) Gl〜Gtiに対する
電気接続及び表面14に沿った浅いPAIN十領域に対
する電気接続のための開口を形成する。導電ハターン3
0は、シリコンをドープしたアルミニウムの適当な層を
堆積し、これに選択的にエツチングを施すことにより形
成する。次いで、ウェハノ頂部に普通の表面安定化層を
堆積してスクラッチ保護部を形成し、表面安定化層を介
し外部接触部材のための開口を形成することによりウェ
ハが完成する。
にエツチングを施して、ゲー) Gl〜Gtiに対する
電気接続及び表面14に沿った浅いPAIN十領域に対
する電気接続のための開口を形成する。導電ハターン3
0は、シリコンをドープしたアルミニウムの適当な層を
堆積し、これに選択的にエツチングを施すことにより形
成する。次いで、ウェハノ頂部に普通の表面安定化層を
堆積してスクラッチ保護部を形成し、表面安定化層を介
し外部接触部材のための開口を形成することによりウェ
ハが完成する。
VDDI、vDDo及ヒvssとしてはそれぞれ21v
。
。
18V及びOvが好適である。1’l!IIEレベルシ
フト装置10におけるN個の直列接続FETに対する平
均閾電圧は−1,5■が好適であり、その場合Nは2で
ある。
フト装置10におけるN個の直列接続FETに対する平
均閾電圧は−1,5■が好適であり、その場合Nは2で
ある。
上記構体/回路においては1個のレベルシフト1次回戸
20/ダイオードDPだけ説明したが、各レベルシフト
井戸が井戸2oにつき上記の如く構成した1個又は複数
個のFETを含んでいるレベルシフト井戸/1次ダイオ
ードをM個使用することができる。その場合レベルシフ
ト井戸を逐次適切に構成配置aシて、第M番目のレベル
シフト井戸を除き各レベルシフト井戸における最後のF
ETのトレインからの出力電圧が次のレベルシフト井戸
におけるm I FETのソースに対する入力電圧とな
るようにする。第ルベルシフト井戸における第1 FE
Tのソースに対する入力電圧は電圧レベルシフト装置全
体に対するいわゆる全体入力電圧(1!圧VDDIに対
応)となる。第M番目のレベルシフト井戸における最終
FETのドレインからの出方電圧は電圧レベルシフ)装
置全体からのいわゆる全体出力電圧(T昆圧vDDoに
対応)となる。
20/ダイオードDPだけ説明したが、各レベルシフト
井戸が井戸2oにつき上記の如く構成した1個又は複数
個のFETを含んでいるレベルシフト井戸/1次ダイオ
ードをM個使用することができる。その場合レベルシフ
ト井戸を逐次適切に構成配置aシて、第M番目のレベル
シフト井戸を除き各レベルシフト井戸における最後のF
ETのトレインからの出力電圧が次のレベルシフト井戸
におけるm I FETのソースに対する入力電圧とな
るようにする。第ルベルシフト井戸における第1 FE
Tのソースに対する入力電圧は電圧レベルシフト装置全
体に対するいわゆる全体入力電圧(1!圧VDDIに対
応)となる。第M番目のレベルシフト井戸における最終
FETのドレインからの出方電圧は電圧レベルシフ)装
置全体からのいわゆる全体出力電圧(T昆圧vDDoに
対応)となる。
要約すると、全体入力電圧は2つの態様において制限さ
れる。第1に、全体入力端子は全体出力電圧及びルVB
DS/l)に制限される。第2に、全体入力端子はvs
sと、vBDW−8又はほぼ(M+1 )−VBDS/
T)の小さい方との和に制限される。これにより、レベ
ルシフト井戸が1個だけの場合に比べ入力電圧範囲が拡
大される。
れる。第1に、全体入力端子は全体出力電圧及びルVB
DS/l)に制限される。第2に、全体入力端子はvs
sと、vBDW−8又はほぼ(M+1 )−VBDS/
T)の小さい方との和に制限される。これにより、レベ
ルシフト井戸が1個だけの場合に比べ入力電圧範囲が拡
大される。
次に述べる本発明の変形例では上記41q体/回路が入
力電圧VDDIで作動するイq加装置を備えている。
力電圧VDDIで作動するイq加装置を備えている。
この変形例の回路図を第3図に示し、本例における付加
装置は反転動作構造に配設した1対のエンハンスメント
・モード絶縁ゲートFET Q6及びQ7から成る別の
普通のCMO8反転装置44である。
装置は反転動作構造に配設した1対のエンハンスメント
・モード絶縁ゲートFET Q6及びQ7から成る別の
普通のCMO8反転装置44である。
FET Q6及びQ7のドレインD6及びD7を互に接
続して、相互接続されたゲート電極G6及びG7に供給
された論理入力電圧V工NBとは反対論理値を有する論
理出力電圧■ を発生ずるようにする。
続して、相互接続されたゲート電極G6及びG7に供給
された論理入力電圧V工NBとは反対論理値を有する論
理出力電圧■ を発生ずるようにする。
UTB
FET Q6はPチャンネル装置であり、そのソースS
6に電圧VDDIを供給され、かつそのチャンネルは電
圧VDDIに対し短絡されている。またFETQ6のチ
ャンネル及びソースは逆バイアス装置であるPNダイオ
ードDBのカソードに接続し、このダイオードのアノー
ドは基準電圧Vs8に結合する。
6に電圧VDDIを供給され、かつそのチャンネルは電
圧VDDIに対し短絡されている。またFETQ6のチ
ャンネル及びソースは逆バイアス装置であるPNダイオ
ードDBのカソードに接続し、このダイオードのアノー
ドは基準電圧Vs8に結合する。
FIT q7は相補Nチャンネル装置であり、そのソー
スS7及びチャンネルは基準電圧v88に維持する。
スS7及びチャンネルは基準電圧v88に維持する。
反転装置44は、電圧vDD。ではなく電圧VDDIで
作動する点を除き反転装置12と同じである。
作動する点を除き反転装置12と同じである。
ダイオードDBは表面14に沿って井戸22と同一形態
に配設した深いN形井戸によって規定する。
に配設した深いN形井戸によって規定する。
反転装置R44は反転装置12及び電圧レベルシフト装
置10につき上述したのと同一形態に配設した深いN形
井戸によって規定する。反転装置44は反転装置12及
び電圧レベルシフト装置10につき上述したのと同−態
様で作製する。
置10につき上述したのと同一形態に配設した深いN形
井戸によって規定する。反転装置44は反転装置12及
び電圧レベルシフト装置10につき上述したのと同−態
様で作製する。
反転装置44により付加的な融通性が得られる一方、こ
の反転装置により電圧VDDIに対する動作範囲が更に
制限される。ダイオードDBの逆電IFはダイ」−ドD
Pの逆電圧と同じであるから、ダイオードDBには何等
問題はない。実際上ダイオードDB及びDPは、別個の
能動半導体領域の周りに形成されることを除き同じPN
接合である。
の反転装置により電圧VDDIに対する動作範囲が更に
制限される。ダイオードDBの逆電IFはダイ」−ドD
Pの逆電圧と同じであるから、ダイオードDBには何等
問題はない。実際上ダイオードDB及びDPは、別個の
能動半導体領域の周りに形成されることを除き同じPN
接合である。
iTI [E V ハ、[EE V工、B カ論理
値”o °゛カラUT B° 1”へ切換る際FET Q 6のターンオン及び
FETQ7のターンメ7と共に電圧VDDIにおける論
理値” 1 ”から、FET Q6のターンA)及び
FIT Q7のターンオンと共に電圧vssにおける論
理値゛°0”・へ切換えられ、逆に電圧v工NBが“1
″がら°’ O’へ切換えられた際電圧V は°()
“′から°゛l゛UTB へ切換えられ、従って電圧V から制限が生ずUTB る。ダイオ−、ドDBは別にして、反転装置12におけ
る最大PN接合電圧差はドレインD6に沿ったPN接合
におけるVDDI及びV88(7)差(FET Q6が
ターンオフする場合)又はドレインD7に沿ったPN接
合におケルVD、工及びVsB (1)差(FET Q
[3がターンオンする場合)となる。これら電圧差はい
ずれもほぼvBDS/1)に制限される。従って、本例
ではVDDIはVSS及びvBDs/Dの和に制限され
る。
値”o °゛カラUT B° 1”へ切換る際FET Q 6のターンオン及び
FETQ7のターンメ7と共に電圧VDDIにおける論
理値” 1 ”から、FET Q6のターンA)及び
FIT Q7のターンオンと共に電圧vssにおける論
理値゛°0”・へ切換えられ、逆に電圧v工NBが“1
″がら°’ O’へ切換えられた際電圧V は°()
“′から°゛l゛UTB へ切換えられ、従って電圧V から制限が生ずUTB る。ダイオ−、ドDBは別にして、反転装置12におけ
る最大PN接合電圧差はドレインD6に沿ったPN接合
におけるVDDI及びV88(7)差(FET Q6が
ターンオフする場合)又はドレインD7に沿ったPN接
合におケルVD、工及びVsB (1)差(FET Q
[3がターンオンする場合)となる。これら電圧差はい
ずれもほぼvBDS/1)に制限される。従って、本例
ではVDDIはVSS及びvBDs/Dの和に制限され
る。
以上本発明を図示の実施例につき詳細に説明したが、こ
れは単なる例示に過ぎず、本発明の範囲はこれら実施例
に限定されるものではない。例えば、上述したのと反対
導電形式の半導体材料を用いても同一結果を7」るこ七
ができる。電圧レベルシフト装置におりる1個又は複数
個のFETのドレイン及びゲートの間に抵抗の如き素子
を結合することもできる。従って本発明の範UH内で種
々の変形が可能であることは当業者には明らかである。
れは単なる例示に過ぎず、本発明の範囲はこれら実施例
に限定されるものではない。例えば、上述したのと反対
導電形式の半導体材料を用いても同一結果を7」るこ七
ができる。電圧レベルシフト装置におりる1個又は複数
個のFETのドレイン及びゲートの間に抵抗の如き素子
を結合することもできる。従って本発明の範UH内で種
々の変形が可能であることは当業者には明らかである。
第1図は本発明の実施例の断面図、
第2図は第1図の回路図、
第8図は本発明の変形例の回路図である。
10・・・電圧レベルシフト装置
12・・・反転装置14・・・表面
16・・・P形相結晶シリコン半導体基板領域18・・
・絶縁領域 20 、22・・・N形井戸24・
・・高導電性P十領域 26・・・誘tU体層 28・・・導電層80・
・・導電パターン 82 、84・・・N十領域36
・・・P十領域 88 、40・・・PN接合
44・・・普通の0MO8反転装置。 手続補正書 昭和58年11月10日 1、事件の表示 昭和58年 特許 願第19514.9号2、発明の名
称 集積半導体構体 3− hli正をする者 事件との関係 特、′i1・出願人 名称 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランベ
ンファブリケン 5゜ 6・ 1ili 正(7) 対象 明細11シの[発
明の詳細な説1す月の榴7、 1tli正の内容 (別
紙の通り)011.′ハ i本1、 Ill]細書第2
5頁第9行の「焼踵する。」を「焼鈍(アニール)する
。」に訂正する。
・絶縁領域 20 、22・・・N形井戸24・
・・高導電性P十領域 26・・・誘tU体層 28・・・導電層80・
・・導電パターン 82 、84・・・N十領域36
・・・P十領域 88 、40・・・PN接合
44・・・普通の0MO8反転装置。 手続補正書 昭和58年11月10日 1、事件の表示 昭和58年 特許 願第19514.9号2、発明の名
称 集積半導体構体 3− hli正をする者 事件との関係 特、′i1・出願人 名称 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランベ
ンファブリケン 5゜ 6・ 1ili 正(7) 対象 明細11シの[発
明の詳細な説1す月の榴7、 1tli正の内容 (別
紙の通り)011.′ハ i本1、 Ill]細書第2
5頁第9行の「焼踵する。」を「焼鈍(アニール)する
。」に訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半導体本体を備え、かつ1個又は複数個のエンハン
スメント・モード電界)ランジスタを設けたaLl:E
レベルシフト装置を有する集積半導体前体であって、前
記各電界効果トランジスタがソースと、ドレインと、ソ
ース及びドレイン間Gこ延在するチャンネル領域と、ソ
ースをドレインに接続する′f4z界効果トランジスタ
の主車流通路を制御するゲートl狂極とを有し、ゲート
m極をドレインに結合し、回路J自回路Gこより入力ノ
ードを出力ノードに接続しかつ回路通路が前記各電界効
果トランジスタの主l]、流通路を含み、回路通路では
前記各電界効果トランジスタがドにインに比べ入力ノー
ドの近く(こ接続したソースを有し、′−ス及びドレイ
ンを第1導亀形式としかつ半導体本体の半導体基板領域
に収容する集積半導体構体において、半導体基板領域が
集積半導体N鉢の基準屯田ノードに1111シ、fji
J記各)11界効果トランジスタのチャンネル領域及び
基準屯田ノードの間にダイオードを接続し、半導体基板
領域が第1導車形式でありかつ第1導屯形式と反対の第
2導電形式の1次回戸を含み、前記各電界効果トランジ
スタのソース及びドレインを1次回戸に配設し、1次回
戸及び半導体基板領域を前記ダイオードを購成するpn
接合によって分離するl(戒としたことを特徴とする集
積半導体構体。 f!、1次回戸をほぼ入力fit川に維持する特許請求
の範囲第1項記載の半導体Ff?j体。 & 出力ノードにおける出力TIS、 +−t:、が入
力ノードにおける屯田と、前記各電界効果トランジスタ
の閾電圧との和Gこほぼ等しい特許請求のfliij囲
第1又は2項記載の半博体購体〇 表 半導体基板領域が1次回戸から離間された第2導酸
彫式の第1装置井戸を含み、同様な極性の第1亀界効果
トランジスタのソース及びドレインを第1装貯井戸【こ
配役し、第1市jA[Jt果)ランジスタのソースGこ
出力ノードを接続する特i(’f錆求の範囲第1,2又
は8項記載の半導体構体。 5 第1装置井戸を出力ノードレこおけるとほぼ同じ屯
田(こ141°持する特許請求の範囲第4項記載の半導
体層体0 & 半導体基板領域が1次回戸及び第1装置井戸から離
間された第2導市1形式の第2装置井戸を含み、同様な
極性の第2TB界効果トランジスタのソース及びドレイ
ンを第2装置井戸L 配設し、第2川、界効果トランジ
スタのソースに入力ノードを接続する特許請求の範囲第
4・又は5項記載の半導体構体。 7、 第2装置井戸を人力ノードにおけるとほぼ同じW
(、[Eに維持する特許請求の範囲第6項記載の半導体
溝体。 8 半導体基板領域が1次回戸の外部における反対極性
の電界効果トランジスタのソース及びドレインを含む特
許請求の範囲第1乃至7項中のいずれか一項記載の半導
体構体。 0、 前記各電界効果トランジスタが1次回戸σ)表面
に沿って配設したソース及びドレインを有する絶縁ゲー
ト電界効果トランジスタである特許請求の範囲第1乃至
8項中σ)しAずれフ2)−項記載の半導体構体0 10、 入力ノード及び基準ノードにおける屯r1:
、の差の絶対値が出力ノード及び基準ノードにおける1
!王の差の絶対値を越える特許請求の範囲第1乃至9項
中のいずれか一項記載の半導体構体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US43514182A | 1982-10-18 | 1982-10-18 | |
| US435141 | 1982-10-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5990951A true JPS5990951A (ja) | 1984-05-25 |
| JPH0351107B2 JPH0351107B2 (ja) | 1991-08-05 |
Family
ID=23727151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58195149A Granted JPS5990951A (ja) | 1982-10-18 | 1983-10-18 | 集積半導体構体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0106413B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5990951A (ja) |
| DE (1) | DE3379009D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261168A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-27 | エステーミクロエレクトロニクス ソシエテ アノニム | Mos技術の高圧レベル検出回路 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4675561A (en) * | 1985-11-15 | 1987-06-23 | Precision Monolithics, Inc. | FET output drive circuit with parasitic transistor inhibition |
| GB2207315B (en) * | 1987-06-08 | 1991-08-07 | Philips Electronic Associated | High voltage semiconductor with integrated low voltage circuitry |
| DE3821644A1 (de) * | 1987-12-23 | 1989-12-28 | Siemens Ag | Integrierte schaltung mit "latch-up"-schutzschaltung in komplementaerer mos-schaltungstechnik |
| FR2717918B1 (fr) * | 1994-03-25 | 1996-05-24 | Suisse Electronique Microtech | Circuit pour contrôler les tensions entre caisson et sources des transistors mos et système d'asservissement du rapport entre les courants dynamique et statique d'un circuit logique mos. |
| JP7222847B2 (ja) * | 2019-08-26 | 2023-02-15 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4163161A (en) * | 1975-11-24 | 1979-07-31 | Addmaster Corporation | MOSFET circuitry with automatic voltage control |
| JPS5931863B2 (ja) * | 1976-01-07 | 1984-08-04 | 株式会社日立製作所 | 電圧出力回路 |
| JPS5498677A (en) * | 1978-01-11 | 1979-08-03 | Citizen Watch Co Ltd | Electronic watch |
-
1983
- 1983-10-14 DE DE8383201468T patent/DE3379009D1/de not_active Expired
- 1983-10-14 EP EP83201468A patent/EP0106413B1/en not_active Expired
- 1983-10-18 JP JP58195149A patent/JPS5990951A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261168A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-27 | エステーミクロエレクトロニクス ソシエテ アノニム | Mos技術の高圧レベル検出回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0106413A2 (en) | 1984-04-25 |
| JPH0351107B2 (ja) | 1991-08-05 |
| EP0106413A3 (en) | 1986-12-10 |
| EP0106413B1 (en) | 1989-01-18 |
| DE3379009D1 (en) | 1989-02-23 |
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