JPS6022357A - レベルシフト用シヨツトキダイオ−ド - Google Patents
レベルシフト用シヨツトキダイオ−ドInfo
- Publication number
- JPS6022357A JPS6022357A JP58131302A JP13130283A JPS6022357A JP S6022357 A JPS6022357 A JP S6022357A JP 58131302 A JP58131302 A JP 58131302A JP 13130283 A JP13130283 A JP 13130283A JP S6022357 A JPS6022357 A JP S6022357A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- level shift
- schottky
- schottky diode
- electrode
- resistance
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D8/00—Diodes
- H10D8/60—Schottky-barrier diodes
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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】
〔技術分野〕
本発明は、直列抵抗の小さいＧａＡｓ１Ｃレベルシフト
回路用ショットキーダイオードに関するものである。
回路用ショットキーダイオードに関するものである。
ＧａＡｓＩＣは、５ｉＩＣでは実現出来ない高速性能と
低消費電力を兼ね備えているため、今後幅広い分野で応
用が見込まれている。ＧａＡｓ１Ｃでは種々のゲート回
路の方式が提案されているが、ノーマリオンＭＥＳＦＥ
Ｔを用いたＧａＡｓＩＣロジックでは一般に入出力レベ
ル整合のためのレベルシフト回路が不可欠である。また
ＧａＡｓ１Ｃと５ｉＩＣ等他の論理ファミリーとの接続
にもしかるべき直流ルベル合せのためのレベルシフト回
路が必要となる。こうしたレベルシフト回路は通常ショ
ットキーダイオードの順方向特性を利用して措成される
。
低消費電力を兼ね備えているため、今後幅広い分野で応
用が見込まれている。ＧａＡｓ１Ｃでは種々のゲート回
路の方式が提案されているが、ノーマリオンＭＥＳＦＥ
Ｔを用いたＧａＡｓＩＣロジックでは一般に入出力レベ
ル整合のためのレベルシフト回路が不可欠である。また
ＧａＡｓ１Ｃと５ｉＩＣ等他の論理ファミリーとの接続
にもしかるべき直流ルベル合せのためのレベルシフト回
路が必要となる。こうしたレベルシフト回路は通常ショ
ットキーダイオードの順方向特性を利用して措成される
。
ＧａＡｓ ＩＣのレベルシフト回路として一般に用いら
れているのは、第１図に示すようなものである。
れているのは、第１図に示すようなものである。
第１図は、ショットキーゲート電界効果トランジスタ（
以下、単にトランジスタという） ＴＩと、定電流回路
をｔ１４成するトランジスタＴ２ 、とトランジスタＴ
ｌ、のソースＳと、トランジスタＴ２のド レインＤ間
に接続されたショットキーダイオードＤＩ。
以下、単にトランジスタという） ＴＩと、定電流回路
をｔ１４成するトランジスタＴ２ 、とトランジスタＴ
ｌ、のソースＳと、トランジスタＴ２のド レインＤ間
に接続されたショットキーダイオードＤＩ。
Ｄ２とから成る。動作時にはＶＤＤに正電位ＶＳＳに負
電位を与える。
電位を与える。
このレベルシフト回路は入力端子ｌと出力端子２の間に
一定の電位差を生じさせ直流レベル合せを行うものであ
る。
一定の電位差を生じさせ直流レベル合せを行うものであ
る。
通常トランジスタＴ１及びＴ２は同一特性となる様作成
されＴ２が定電流動作をしているため、ソースフォロア
ーとして動作するＴＩのゲートＧ・ソースＳ閾電位ＶＧ
ＳはＶ６８＝Ｏとなる。
されＴ２が定電流動作をしているため、ソースフォロア
ーとして動作するＴＩのゲートＧ・ソースＳ閾電位ＶＧ
ＳはＶ６８＝Ｏとなる。
したがってレベルシフト回路の入力端子１出力端子２の
間の電位差はショットキーダイオードＤＩ。
間の電位差はショットキーダイオードＤＩ。
Ｄ２による電位降下の和として得られる。
理想的なＧａＡｓショットキーダイオードにおける順方
向の電位降下は広い順方向電流の範囲で約０．６５Ｖ程
度の一定値となるが、現実の素子では直列抵抗の影響が
さけられないためショットキーダイオードによる電位降
下はレベルシフト回路を流れる電流値に依存する事とな
る。
向の電位降下は広い順方向電流の範囲で約０．６５Ｖ程
度の一定値となるが、現実の素子では直列抵抗の影響が
さけられないためショットキーダイオードによる電位降
下はレベルシフト回路を流れる電流値に依存する事とな
る。
上記特性はレベルシフト回路のシフト量の変動をきたす
とともに、直列抵抗はレベルシフト回路の高速応答も劣
化させる。
とともに、直列抵抗はレベルシフト回路の高速応答も劣
化させる。
従来はショットキー電極の面積を広くとる事によりこの
直列抵抗を下げる事が行なわれていたが。
直列抵抗を下げる事が行なわれていたが。
これにより素子面積の増大、対地容量による応答速度の
劣化が問題となっていた。
劣化が問題となっていた。
本発明は上記の従来素子の欠点を解決する新たなショッ
トキーダイオードの構造を提起するものである。
トキーダイオードの構造を提起するものである。
本発明を以下図面にもとづいて本発明を従来のものと比
較しながら説明する。
較しながら説明する。
第２図は、従来のレベルシフト回路用ショットキーダイ
オードの構造図である。図では、４動作層２３の上にシ
ミツトキー電極２１オーミツク電極２２を作りつけた構
造を有するようにしである。
オードの構造図である。図では、４動作層２３の上にシ
ミツトキー電極２１オーミツク電極２２を作りつけた構
造を有するようにしである。
一般にショットキーダイオードの順方向特性は印加電圧
が低く、順方向電流の小さい領域においてはほぼ理想素
子としてふるまいその電圧電流特性（Ｉ−Ｖ）を社（１
）式で与えられる。
が低く、順方向電流の小さい領域においてはほぼ理想素
子としてふるまいその電圧電流特性（Ｉ−Ｖ）を社（１
）式で与えられる。
ここで、には修正リチャードソン定数、Ｔは温度、Ｓは
ショットキー電極面積、ｑは電荷素置、ダ８はビルトイ
ンポテンシャル、ｋ ハボルツマン定数、ｎは理想ファ
クター、■は電流、そしてＶは印加電圧である。
ショットキー電極面積、ｑは電荷素置、ダ８はビルトイ
ンポテンシャル、ｋ ハボルツマン定数、ｎは理想ファ
クター、■は電流、そしてＶは印加電圧である。
（１）式によりＧａＡｓショットキーダイオードではレ
ベルシフト量を０．６ｖ以下に設定した場合その許容電
流値はほぼ面積に比例する。しかしながら実際のＧａＡ
ｓ ＩＣのレベルシフト回路では素子面積を小さくする
ためにショットキーダイオード当りのレベルシフト量を
０．７Ｖ以上に設定する事が多く行なわれている。この
ような順方向電流領域ではショットキーダイオードの直
列抵抗を無視する事が出来ないため電圧電流特性は（２
）式が良い近似式となる。
ベルシフト量を０．６ｖ以下に設定した場合その許容電
流値はほぼ面積に比例する。しかしながら実際のＧａＡ
ｓ ＩＣのレベルシフト回路では素子面積を小さくする
ためにショットキーダイオード当りのレベルシフト量を
０．７Ｖ以上に設定する事が多く行なわれている。この
ような順方向電流領域ではショットキーダイオードの直
列抵抗を無視する事が出来ないため電圧電流特性は（２
）式が良い近似式となる。
Ｉ ＝ （Ｖ−ｖＲ）／Ｒ５・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ ｆ２）ここで、
狗は立上り電圧（ＧａＡｓショットキーダイオードでは
約０，６５Ｖ ） 、Ｒ５は直列抵抗、■は印加電圧、
そしてＩは順方向電流である。
・・・・・・・・・・・・・・・・・ ｆ２）ここで、
狗は立上り電圧（ＧａＡｓショットキーダイオードでは
約０，６５Ｖ ） 、Ｒ５は直列抵抗、■は印加電圧、
そしてＩは順方向電流である。
したがって、ショットキーダイオード当りのレベルシフ
ト量を０．７Ｖ以上見込んだ通常の設計では許容電流値
を増やすためにショットキー電極の面積を大きくする事
は有効ではなく直列抵抗Ｒ５の低減が本質的に重要とな
る。
ト量を０．７Ｖ以上見込んだ通常の設計では許容電流値
を増やすためにショットキー電極の面積を大きくする事
は有効ではなく直列抵抗Ｒ５の低減が本質的に重要とな
る。
第３図は、本発明によるレベルシフト回路用ショットキ
ーダイオードの構造である。動作層３７の上部に、くし
形のショットキーゲート電極３６とオーミック電極３５
をかみ合わせて形成する構造である。直列抵抗Ｒ８は、
オーミック電極８５と動作層３７の接触抵抗とオーミッ
ク電極８５シヨツトキー電極３６の間の動作層３７の抵
抗で説明されるが通常後者が大部分占める。
ーダイオードの構造である。動作層３７の上部に、くし
形のショットキーゲート電極３６とオーミック電極３５
をかみ合わせて形成する構造である。直列抵抗Ｒ８は、
オーミック電極８５と動作層３７の接触抵抗とオーミッ
ク電極８５シヨツトキー電極３６の間の動作層３７の抵
抗で説明されるが通常後者が大部分占める。
本発明のショットキーダイオードはオーミック電極３５
シヨツトキー電極３６の間の動作層３７の抵抗を極力減
らすため両電極間の距離を小さくするとともにオーミッ
ク電極と並行する部分の長さが出来るだけ長くなる様く
し形構造とする。例えば両電極間の距離として１μｍを
採用すればよい。
シヨツトキー電極３６の間の動作層３７の抵抗を極力減
らすため両電極間の距離を小さくするとともにオーミッ
ク電極と並行する部分の長さが出来るだけ長くなる様く
し形構造とする。例えば両電極間の距離として１μｍを
採用すればよい。
さらに（２）式が電圧電流特性を支配する領域において
はショットキーゲート電極の面積の増加は既に述べた様
に許容電流値の増加に対してほとんど寄与しない。した
がってショットキーゲート電極のサイズはくしの伸びる
方向と直角方向には出来る限り小さくし素子面積を小さ
くするのが良い。
はショットキーゲート電極の面積の増加は既に述べた様
に許容電流値の増加に対してほとんど寄与しない。した
がってショットキーゲート電極のサイズはくしの伸びる
方向と直角方向には出来る限り小さくし素子面積を小さ
くするのが良い。
例えばこのサイズを２μｍとすることができる。このよ
うに素子面積が大幅に小さくなった事により、対地容量
が減少しレベルシフト回路の高速化も同時に達成される
。
うに素子面積が大幅に小さくなった事により、対地容量
が減少しレベルシフト回路の高速化も同時に達成される
。
本発明は、直列抵抗Ｒ５の小さいＧａＡｓ１Ｃレベルシ
フト回路用ショットキーダイオードの構造を提供するも
のである。このため本発明のショットキーダイオードを
使用する事により特にレベルシフト量をダイオード当り
０．７Ｖ以上見込んだ通常の設計ではレベルシフト回路
の許容電流値が同一の場合にその素子面積を大幅に小さ
くする事が出来、したがって対地容量も減少し、レベル
シフト回路の高速化も同時に達成される。また素子面積
を同一とした場合にはレベルシフト量の変動がより小さ
い高精度のレベルシフト回路が構成出来る。レベルシフ
ト回路はＧａＡｓ１Ｃで広く用いられるものであるから
本発明の産業的価値はきわめて大きいといえる。
フト回路用ショットキーダイオードの構造を提供するも
のである。このため本発明のショットキーダイオードを
使用する事により特にレベルシフト量をダイオード当り
０．７Ｖ以上見込んだ通常の設計ではレベルシフト回路
の許容電流値が同一の場合にその素子面積を大幅に小さ
くする事が出来、したがって対地容量も減少し、レベル
シフト回路の高速化も同時に達成される。また素子面積
を同一とした場合にはレベルシフト量の変動がより小さ
い高精度のレベルシフト回路が構成出来る。レベルシフ
ト回路はＧａＡｓ１Ｃで広く用いられるものであるから
本発明の産業的価値はきわめて大きいといえる。
第１図はレベルシフト回路を示すための図であり、第く
図は従来のショットキーダイオードの構造を示すための
図であり、第３図は本発明のショットキーダイオードの
構造を示すための図である。 図中 ｌ・・・入力 ２・・・出力 １１・・・ショットキー電極 １２・・・オーミック電極 １３・・・動作層 １５・・・オーミック電極 １６・・・ショットキー電極 １７・・・動作層 Ｔｌ 、Ｔ２・・・ＭＥＳＦＥＴ Ｇ・・・ゲート Ｓ・・ソース Ｄ・ ドレイン ＤＩ・Ｄ２・・・ショットキーダイオードＶＤＤ ・・
・正電源入力 ＤＤ 大１図 １２２ 箸２図
図は従来のショットキーダイオードの構造を示すための
図であり、第３図は本発明のショットキーダイオードの
構造を示すための図である。 図中 ｌ・・・入力 ２・・・出力 １１・・・ショットキー電極 １２・・・オーミック電極 １３・・・動作層 １５・・・オーミック電極 １６・・・ショットキー電極 １７・・・動作層 Ｔｌ 、Ｔ２・・・ＭＥＳＦＥＴ Ｇ・・・ゲート Ｓ・・ソース Ｄ・ ドレイン ＤＩ・Ｄ２・・・ショットキーダイオードＶＤＤ ・・
・正電源入力 ＤＤ 大１図 １２２ 箸２図
Claims (1)
- （１） ＧａＡｓ集積回路のレベルシフト回路に用い
られるショットキーダイオードにおいて、ストライプ状
のショットキーゲート電極とオーミック電極が互い違い
にくし形に配列されショットキーゲート電極のストライ
プ幅が３μＩｎ以下両電極間のギャップが２μｍ以下で
ある事を特徴とするレベルシフト用ショットキ眸ダイオ
ード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58131302A JPS6022357A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | レベルシフト用シヨツトキダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58131302A JPS6022357A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | レベルシフト用シヨツトキダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022357A true JPS6022357A (ja) | 1985-02-04 |
Family
ID=15054778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58131302A Pending JPS6022357A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | レベルシフト用シヨツトキダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022357A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529636A (ja) * | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Rohm Co Ltd | Ｐｉｎダイオード |
| JPH05216369A (ja) * | 1991-09-10 | 1993-08-27 | Xerox Corp | シミュレートされた中央部出入口のオイルの微小なオイル溜め装置 |
| WO2002056387A1 (de) * | 2001-01-11 | 2002-07-18 | Infineon Technologies Ag | Schottky-diode |
| JP2005236288A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Emcore Corp | 複数のメサを有するラテラル導電型ショットキーダイオード |
| EP2302687A2 (en) * | 2005-01-06 | 2011-03-30 | Velox Semiconductor Corporation | Gallium nitride semiconductor devices |
| CN104638026A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-20 | 西南科技大学 | 一种金刚石肖特基势垒二极管及其制备方法 |
-
1983
- 1983-07-18 JP JP58131302A patent/JPS6022357A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529636A (ja) * | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Rohm Co Ltd | Ｐｉｎダイオード |
| JPH05216369A (ja) * | 1991-09-10 | 1993-08-27 | Xerox Corp | シミュレートされた中央部出入口のオイルの微小なオイル溜め装置 |
| WO2002056387A1 (de) * | 2001-01-11 | 2002-07-18 | Infineon Technologies Ag | Schottky-diode |
| US6885077B2 (en) | 2001-01-11 | 2005-04-26 | Infineon Technologies Ag | Schottky diode |
| DE10101081B4 (de) * | 2001-01-11 | 2007-06-06 | Infineon Technologies Ag | Schottky-Diode |
| CN100409458C (zh) * | 2001-01-11 | 2008-08-06 | 因芬尼昂技术股份公司 | 肖特基二极管 |
| JP2005236288A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Emcore Corp | 複数のメサを有するラテラル導電型ショットキーダイオード |
| EP2302687A2 (en) * | 2005-01-06 | 2011-03-30 | Velox Semiconductor Corporation | Gallium nitride semiconductor devices |
| CN104638026A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-20 | 西南科技大学 | 一种金刚石肖特基势垒二极管及其制备方法 |
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