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JP3266257B2 - Pチャネルトランジスタ - Google Patents

Pチャネルトランジスタ

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Publication number
JP3266257B2
JP3266257B2 JP50733693A JP50733693A JP3266257B2 JP 3266257 B2 JP3266257 B2 JP 3266257B2 JP 50733693 A JP50733693 A JP 50733693A JP 50733693 A JP50733693 A JP 50733693A JP 3266257 B2 JP3266257 B2 JP 3266257B2
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JP
Japan
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region
transistor
well
electrode
potential
Prior art date
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JP50733693A
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English (en)
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JPH07501180A (ja
Inventor
ビルネ,ゲラルト
Original Assignee
ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンク テル ハフツング
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Publication date
Application filed by ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンク テル ハフツング filed Critical ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンク テル ハフツング
Publication of JPH07501180A publication Critical patent/JPH07501180A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/13Semiconductor regions connected to electrodes carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. source or drain regions
    • H10D62/149Source or drain regions of field-effect devices
    • H10D62/151Source or drain regions of field-effect devices of IGFETs 
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/211Design considerations for internal polarisation
    • H10D89/213Design considerations for internal polarisation in field-effect devices

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術水準 本発明はドレイン電極と、ソース電極と、ゲート電極
とを有するPチャネルトランジスタであって、上記ドレ
イン電極及びソース電極はP領域としてN−ウエル内に
形成されており、N−ウエル自体は周囲P−領域内に埋
め込まれている形式のPチャネルトランジスタに関す
る。
場合により、バイポーラーおよびCMOS技術で抵抗、容
量、Z(ツエナー)−ダイオード及びMOSトランジスタ
のようなコンポーネントを含み得る極性誤りないし極性
反転に対して耐性のあるNチャネルが必要とされる。そ
の種の極性誤り(反転)に対して耐性のある端子を達成
するには複数の手法が公知である。
a)誤り極性付けないし極性反転に対して耐性の確保さ
れる所謂フローティングウエル−該ウエル内では他の構
成素子ないしコンポーネントも収容され得る−を設け得
るが、殊に、比較的高い温度の際は高いリーク電流が生
じる。当該ウエル内におけるP領域はコレクタないしウ
エル担持エミッタとして作用し得る。Nウエル内におけ
るそのようなP領域は寄生PNPトランジスタのエミッタ
になり、当該のトランジスタのコレクタ電流はNウエル
と包囲P領域との間を流れるリーク電流である。
b)極性付け誤りないし極性反転に対する耐性を達成す
るさらなる手法によればPNPトランジスタの部分コレク
タをNウエルに接続する。それにより作製及び配線の際
余分のコストが掛かる、それというのはPNPトランジス
タは別個の第2のウエル内に収容されなければならない
からである。
C)極性付け誤りないし極性反転に対する耐性は次のよ
うに達成することもできる即ち、当該ウエルをPNPダイ
オードを介して動作電圧(U+)の正の電位よりダイオー
ド電圧分下回った電位のもとにおくのである。この手法
において欠点となるのはU+の電位におかれている他のP
領域により完全には阻止され得ないことである。更に同
様に当該の作製の際比較的に大きな所要面積が生じる。
d)更なる手法によればU+を抵抗を介して印加するので
ある。この場合、誤り極性付けないし極性反転の際、抵
抗値により与えられる電流が流れる。
発明の利点 本発明のPチャネルトランジスタにおいてその特徴的
構成要件により得られる利点とするところはわずかな所
要面積のもとで誤り極性付け(極性反転)が達成され得
ることである。殊に、Pチャネルは大きな所要面積なし
で同じNウエル内に、即ち、更にほかの更なる構成素子
(コンポーネント)も収容し得る同じNウエル内に収容
され得る。換言すれば付加的ウエルが必要でない。唯一
のウエルは電位U+(非誤り極性付けないし非極性反転状
態で作動使用の際)に保持され得る。従ってサブストレ
ートリーク電流は高温のもとでも著しくわずかに抑えら
れ得る。総じて本発明によれば種々の公知手法の各利点
を統合し、而もそれの欠点を甘受しなくてよいようにす
るものである。
引用請求項にて特定された手段によっては請求項1に
て示されたPチャネルトランジスタの有利な発展形態及
び改善が可能である。
バルク電極はドレイン−及びソース電極の両P領域間
に配置されるPチャネルとして構成されている。ソース
電極のP領域はショットキーダイオードの形成回避のた
め当該ウエルにおけるn+領域に接触接続されている。
ゲート電極は動作電圧の正電位より低い電位UG<U+
|UTH|におかれる。その際UTHはPチャネルの限界値電圧
である。上記条件はトランジスタを制御するには十分な
条件である。それにより電位差U+−ウエル電位はダイオ
ード順方向電圧より小さい状態に保持され、従って寄生
のPNPトランジスタは順方向には作動され得ない。
大抵の場合においてゲート端子としてはアースで十分
であるので、簡単な装置構成を設け得る。ゲートは電流
入力を要しないので、アース端子としてはP−アイソレ
ーションで十分である。ここにおいて有利にはショット
キーダイオード形成の回避のためゲート電極はP−アイ
ソレーションにてP+領域に接触接続されるそれの代わり
に、ゲート電極を次のような導体路に接触接続させても
よい、即ち、アース電位又は前述の条件に従ってアース
電位を上回る電位の印加を受ける導体路に接触接続させ
てもよい。
図面 本発明の実施例が図に示してあり、以下の説明におい
て詳述する。
図1は本発明のPチャネルトランジスタの実施例のレ
イアウトの平面図であ。
図2は図1に示すトランジスタの縦断面図である。
図3は図1及び図2に示す実施例の回路構成図であ
る。
実施例の説明 図1及び図2に示す実施例ではN−ウエル10(以下た
んにウエルと称される)はPアイソレーション領域11
(以下たんにP−ISOと称する)内に埋め込まれてい
る。ウエル10内の2つのP−領域はドレイン電極12と、
ソース電極13を形成する。それら電極はPチャネルとし
て構成されたバルク電極14を介して相互に接続されてお
り、上記バルク電極は同様にフラットな層としてウエル
10内に設けられている。バルク電極14上方にはアイソレ
ーション層15を介して別個に、同様にフラットに構成さ
れたゲート電極16が配置されている。ソース電極を形成
するP−領域の傍らにn+領域17が作り込まれており、該
領域17は外部接触接続部18を介してソース電極13と接続
されている。それによりソース電極13はショットキーダ
イオードの形成なしにウエル10と接続されている。ゲー
ト電極路16は側方に出ている接続路19を介してP−ISO
(アイソレーション)11と接続されている。このため
に、、P−ISO上方で終端している接続路19はP+領域20
に接触接続されており、上記P+領域20はショットキーダ
イオード形成の回避のためP−ISO内に作り込まれてい
る。P−ISO11はアース端子として用いられる、それと
いうのはゲート電極16は静的な(スタチックな)電流入
力を要しないからである。
ドレイン電極12は導体路21と接触接続されており、該
導体路は動作電圧の正極U+又は他の電圧に接続されてい
る。上記導体路12はさらにP領域として構成された抵抗
23に達しており、その際上記P領域は同様にウエル10内
に作り込まれている。さらなる導体路24は抵抗23の他端
に接触接続され、さらなる図示しない構成素子に達して
いる。その際抵抗23はたんに、更なる構成素子ないしコ
ンポーネント(これは同じウエル10内に配置され得る)
の例として挙げられているに過ぎない。
図3には図1及び図2に示すPチャネルトランジスタ
が回路シンボルとして示してある。当該領域の上述の装
置構成においては作用的にはないし実効的には寄生的PN
Pトランジスタ25が形成され、該トランジスタ25によっ
てはドレイン電極12がそれのエミッターコレクタ間を介
して周囲P領域と接続される。ベースは作用的にバルク
電極14に接触接続されており、該バルク電極は同じくソ
ース電極13に接続されている。周囲P領域とウエル10と
の間にダイオード26が形成される。実効的にないし作用
的に形成された半導体は破線で示してある。電極及び端
子の残りの配線は図1及び図2から既に明らかにされて
いる。
図1〜図3に示すPチャネルトランジスタの作用につ
いて以下説明する。U+電圧の上昇の際、当該電圧には寄
生PNPトランジスタ25に基づきソース電極13及びバルク
電極14における電圧が追従し、同様に上昇するがダイオ
ード順方向電圧はU+以下に保持される。ゲートーソース
電圧UGSがPチャネルの限界値電圧UTHを越えると上記P
チャネルはアクティブ状態になり、ソース電極13におけ
る電位と、ソース電極13に接続されたウエル10をドレイ
ン電極12の電位に引き寄せて高める。それにより寄生PN
Pトランジスタ25が遮断され、サブストレート11へのリ
ーク電流が著しくわずかになる。
誤り極性付けないし極性反転の際、電位U+はアースに
対して負になり、その結果Pチャネルは遮断状態に保持
される。U+はドレインーソースブレイクダウン(降伏)
電圧まで負の状態に及び得る(大した電流の流れること
なく)。寄生PNPトランジスタ25は誤り極性付けないし
極性反転の際いずれにしろ阻止状態におかれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−147854(JP,A) 特開 昭58−12349(JP,A) 特開 昭59−163856(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ドレイン電極(12)と、ソース電極(13)
    と、ゲート電極(16)とを有するPチャネルトランジス
    タであって、上記ドレイン電極(12)及びソース電極
    (13)はP領域としてN−ウエル(10)内に形成されて
    おり、上記N−ウエル(10)自体は周囲P−領域(11)
    内に埋め込まれている形式のPチャネルトランジスタに
    おいて、 ドレイン電極(12)は動作電圧の正極(U+)に接続され
    ており、ソース電極(13)はただN−ウエル(10)を介
    して電圧源に接続されて おり、上記ゲート電極(16)には電位UG<U+−|UTH|電
    位が加わり、該電位は動作電圧の正電位(U+)より低
    く、但しUTHはPチャネルの限界値である ことを特徴とするPチャネルトランジスタ。
  2. 【請求項2】ソース電極(13)のP領域はウエル(10)
    内のN+領域と接触接続されている請求の範囲1記載のト
    ランジスタ。
  3. 【請求項3】上記N+領域(17)は空間的にソース電極
    (13)のP領域に隣接している請求の範囲2記載のトラ
    ンジスタ。
  4. 【請求項4】上記ドレイン電極(12)は導体路(21)に
    接触接続されており、該導体路は動作電圧の正極(U+
    に接続されている請求の範囲1から3記載のトランジス
    タ。
  5. 【請求項5】上記ゲート電極(16)はアースに接続され
    ている請求の範囲4記載のトランジスタ。
  6. 【請求項6】上記ゲート電極(16)はP−アイソレーシ
    ョン(11)におけるP+領域(20)に接触接続されている
    請求の範囲1又は5記載のトランジスタ。
  7. 【請求項7】上記ゲート電極(16)は、アースに接続さ
    れている導体路に接触接続されている請求の範囲1又は
    5記載のトランジスタ。
JP50733693A 1991-10-23 1992-09-17 Pチャネルトランジスタ Expired - Fee Related JP3266257B2 (ja)

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DE4134879.6 1991-10-23
DE4134879A DE4134879A1 (de) 1991-10-23 1991-10-23 P-kanal-transistor
PCT/DE1992/000794 WO1993008604A1 (de) 1991-10-23 1992-09-17 P-kanal-transistor

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DE59208648D1 (de) 1997-07-31
ES2103964T3 (es) 1997-10-01
DE4134879A1 (de) 1993-04-29
JPH07501180A (ja) 1995-02-02
WO1993008604A1 (de) 1993-04-29
EP0610228B1 (de) 1997-06-25

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