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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung mit veränderlicher
Betriebsinformation.
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Bisher
ist als eine Halbleitervorrichtung dieses Typs eine Halbleitervorrichtung
bekannt gewesen, bei der, wie es in einer seitlichen Teilschnittstruktur
von dieser in 26 dargelegt ist, ein lateraler MOS
(LDMOS: lateral diffundierter Metall-Oxid-Halbleiter) auf einem Halbleitersubstrat
verkapselt ist. Die Halbleitervorrichtung wird unter Bezugnahme
auf 26 erläutert.
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Wie
es in 26 gezeigt ist, ist die Halbleitervorrichtung
derart aufgebaut, dass sie eine Mehrzahl von Störstellenbereichen aufweist,
welche auf eine derartige Weise ausgebildet sind, dass das Halbleitersubstrat 100 mit
Störstellen
von geeigneten Leitfähigkeitstypen
dotiert ist. Das heisst, die Halbleitervorrichtung ist grundlegend
derart aufgebaut, dass sie einen Drainbereich 101, welcher
aus einer Diffusionsschicht eines N-Typs besteht, der das Hauptteil des
Halbleitersubstrats 100 bildet, und einen Kanalbereich 102 aufweist,
welcher aus einer Diffusionsschicht eines P-Typs (P-Wanne) besteht,
die in der Nähe
der oberen Oberfläche
des Halbleitersubstrats 100 ausgebildet ist.
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Hierbei
ist der Kanalbereich 102 auf eine derartige Weise ausgebildet,
dass er einen Substratkontaktabschnitt 103, welcher aus
einer Diffusionsschicht eines P-Typs
(P+) besteht, die mit einer höheren Konzentration
als der des Kanalbereichs 102 ausgebildet ist, und einen
Sourcebereich 104 umgibt, welcher aus einer Diffusionsschicht
eines N-Typs (N+) besteht, die mit einer
höheren
Konzentration als der des Drainbereichs 101 ausgebildet
ist. Ansonsten ist der Drainbereich 101 mit einem Drainkontaktabschnitt 105 ausgebildet,
welcher aus einer Diffusionsschicht (N+)
mit einer höheren
Konzentration als der dieses Drainbereichs 101 besteht.
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Andererseits
ist ein Feldoxidfilm (LOCOS-Oxidfilm) 106, welcher eine
LOCOS-Struktur aufweist,
in der Nähe
des Kanalbereichs 102 des Substrats 100 ausgebildet, um
den Kanalbereich 102 und den Drainkontaktabschnitt 105 voneinander
zu isolieren. Weiterhin ist eine Gateelektrode 107, die zum
Beispiel aus polykristallinem Silizium besteht, über einen Gateisolationsfilm
GI, der zum Beispiel aus Siliziumoxid besteht, auf dem Kanalbereich 102 ausgebildet
und überlappt
teilweise den LOCOS-Oxidfilm 106.
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Im Übrigen ist
die Gateelektrode 107, wie es in 26 gezeigt
ist, im Allgemeinen mit einem Isolationsfilm ILD bedeckt, der zum
Beispiel aus BPSG (Borphosphorsilikatglas) besteht, um dadurch von den
Umgebungen isoliert zu sein, und ist elektrisch mit einem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin über ein
Kontaktloch (nicht gezeigt) verbunden, das in dem Isolationsfilm
ILD ausgebildet ist. Ähnlich ist
ein Isolationsfilm ILD ebenso auf dem Substratkontaktabschnitt 103 und
dem Sourcebereich 104 ausgebildet, und werden der Substratkontaktabschnitt 103 und
der Sourcebereich 104 über
Kontaktlöcher
(nicht gezeigt), die in dem Isolationsfilm ILD ausgebildet sind,
an zum Beispiel einem Massepotential (GND) gehalten. Weiterhin ist
ein Isolationsfilm ILD ebenso auf dem Drainkontaktabschnitt 105 ausgebildet
und ist der Drainkontaktabschnitt 105 über ein Kontaktloch (nicht
gezeigt), das in dem Isolationsfilm ILD ausgebildet ist, zum Beispiel
elektrisch mit einer Schaltungs-Energieversorgungsquelle Vc verbunden.
Im Übrigen
ist in diesem Fall eine Last, welche von der Halbleitervorrichtung
(dem Transistor) zu betreiben ist, im Allgemeinen zwischen dem Drainkontaktabschnitt 105 und
der Schaltungs-Energieversorgungsquelle
Vc angeschlossen.
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In
der derart konfigurierten Halbleitervorrichtung wird eine Betriebsspannung
von dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin an die Gateelektrode 107 angelegt,
wodurch eine Sperrschicht zwischen dem Drainbereich 101 und
dem Sourcebereich 104, genauer gesagt an dem Teil des Kanalbereichs 102 direkt
unter der Gateelektrode 107, ausgebildet wird, und fließt ein Strom
innerhalb der Sperrschicht. Weiterhin wird die Betriebsspannung
geregelt, welche von dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin
an die Gateelektrode 107 angelegt wird, wodurch die Menge
des Stroms, welcher zwischen dem Drainbereich 101 und dem
Sourcebereich 104 fließt,
veränderbar
gemacht werden kann.
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Unterdessen
werden erforderliche Werte für einen
Durchlasswiderstand, eine Einschaltzeit, usw., welche der Menge
des Stroms entsprechen, der durch den Kanal 102 fließt, im Allgemeinen
unter Berücksichtigung
zum Beispiel der angenommenen Amplitude der zu betreibenden Last
festgestellt, welche mit dem Drainbereich 101 (genauer
gesagt dem Drainkontaktabschnitt 105) verbunden ist. Weiterhin wird
das Gesamtlayout, das die Abmessungen und Störstellenkonzentrationen der
einzelnen Störstellenbereiche
usw. beinhaltet, als die Halbleitervorrichtung bestimmt, um die
erforderlichen Werte zu erfüllen.
Jedoch werden auch dann, wenn die Halbleitervorrichtung unter dem
derart bestimmten Layout erfolgreich hergestellt worden ist, die
Neueinstellungen des Durchlasswiderstands, der Einschaltzeit usw. manchmal
aus einem derartigen Grund, wie der Änderung der zu betreibenden
Last, welche verbunden ist, oder das Problem einer Wärmeerzeugung
oder dergleichen, benötigt.
Da jedoch ein Freiheitsgrad für die Änderungen
von derartigen erforderlichen Werten in der Halbleitervorrichtung
im Stand der Technik, die als der laterale MOS aufgebaut ist, sehr
niedrig ist, sind Entwurfsänderungen,
wie zum Beispiel ein Ändern
einer Layoutabmessung, um für
die erforderlichen Werte geeignet zu sein, schließlich unvermeidlich
gewesen. Das heisst, die Halbleitervorrichtung selbst wird von Beginn
an entsprechend der Änderung
der zu betreibenden Last, welche verbunden ist, oder dergleichen
umgearbeitet.
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Im Übrigen sind
derartige Umstände
nicht auf die Halbleitervorrichtung beschränkt, die die laterale MOS-Struktur
aufweist, sondern sie sind im Wesentlichen einer Halbleitervorrichtung
gemein, welche als ein Transistor aufgebaut ist, der eine allgemeine
MOS-Struktur aufweist.
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Das
heisst, in den Halbleitervorrichtungen wird es gefordert, mit den
Einstellungen und Änderungen
der verschiedenen erforderlichen Werte mit einem hohen Freiheitsgrad
auch in einem Fall fertig zu werden, in dem die Neueinstellungen
die erforderlichen Werte aufgrund von zum Beispiel der Änderung
der Last erforderlich sind.
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Im
Hinblick auf das zuvor beschriebene Problem ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Offenbarung, eine Halbleitervorrichtung zu schaffen,
die eine veränderliche
Betriebsinformation aufweist.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Halbleitervorrichtung:
ein Halbleitersubstrat; eine Mehrzahl von ersten Transistoren eines
MOS-Typs, die auf dem Halbleitersubstrat angeordnet sind; und einen
nicht flüchtigen
Speicher zum Speichern einer Betriebsinformation von jedem ersten
Transistor. Die Mehrzahl von ersten Transistoren ist elektrisch
parallel zu einem Strompfad gekoppelt. Jeder erste Transistor beinhbaltet
eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf dem Strompfad
angeordnet sind, und beinhaltet weiterhin eine Gateelektrode zum
Steuern eines Stroms, der auf der Grundlage einer anliegenden Spannung
zwischen den ersten und zweiten Elektroden fließt. Die Betriebsinformation
jedes ersten Transistors wird veränderlich eingestellt. Jeder
erste Transistor wird auf der Grundlage der Betriebsinformation
selektiv auf einen aktiven Zustand eingestellt. Wenn die Mehrzahl
von ersten Transistoren einen einzelnen Transistor vorsieht, ist
eine effektive Kanalbreite des einzelnen Transistors in Übereinstimmung
mit der Anzahl der ersten Transistoren unter dem aktiven Zustand
veränderlich.
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In
der Halbleitervorrichtung, die die zuvor beschriebene Struktur aufweist,
werden unter der Annahme, dass getrennte mehrere Transistoren einen einzelnen
Transistor vorsehen, ein Durchlasswiderstand und/oder eine Schaltzeit
durch Steuern der Betriebsinformation einstellbar, die veränderlich
in dem nicht flüchtigen
Speicher eingestellt ist, auch nachdem die Halbleitervorrichtung
hergestellt worden ist. Demgemäß ist es
auch dann, wenn verschiedene Erfordernisse in Übereinstimmung mit einer Laständerung
als neu einzustellend erforderlich sind, möglich, mit der Änderung
und der Einstellung von Erfordernissen mit einem hohen Freiheitsgrad
fertig zu werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Halbleitervorrichtung:
eine Mehrzahl von ersten Transistoren eines MOS-Typs. Die Mehrzahl
der ersten Transistoren ist elektrisch parallel zu einem Strompfad
gekoppelt. Jeder erste Transistor beinhaltet eine erste Elektrode und
eine zweite Elektrode, die auf dem Strompfad angeordnet sind, und
beinhaltet weiterhin eine Gateelektrode zum Steuern eines Stroms,
der zwischen den ersten und zweiten Elektroden fließt, auf
der Grundlage einer anliegenden Spannung. Die Gateelektrode von
mindestens einem von ersten Transistoren weist eine erste Gateelektrode
und zweite Gateelektrode auf. Die erste Gateelektrode ist auf der
ersten Elektrode angeordnet und bedeckt einen Kanalbereich. Die
zweite Gateelektrode ist auf dem Kanalbereich angeordnet und bedeckt
die zweite Elektrode.
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In
der zuvor beschriebenen Halbleitervorrichtung weisen die erste Gateelektrode
und die zweite Gateelektrode jeweils Kanalschichten auf. Demgemäß wird eine
Spannung, die an der ersten Gateelektrode anliegt, unabhängig von
einer Spannung gesteuert, die an der zweiten Gateelektrode anliegt,
so dass ein viel komplizierteres Steuern durchgeführt werden
kann.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Halbleitervorrichtung:
eine Mehrzahl von ersten Transistoren eines MOS-Typs. Die Mehrzahl
von ersten Transistoren ist parallel zu einem Strompfad elektrisch
gekoppelt. Jeder erste Transistor weist eine erste Elektrode und zweite
Elektrode auf, die auf dem Strompfad angeordnet sind, und weist
weiterhin eine Gateelektrode zum Steuern eines Stroms, der zwischen
den ersten und zweiten Elektroden fließt, auf der Grundlage einer
anliegenden Spannung auf. Die Gateelektrode von mindestens einem
von ersten Transistoren weist eine erste Steuerelektrode und eine
zweite Steuerelektrode auf. Die erste Steuerelektrode bedeckt einen Kanalbereich,
der von der ersten Elektrode zu der zweiten Elektrode angeordnet
ist. Die erste Steuerelektrode öffnet
und schließt
zwischen der ersten Elektrode und der zweite Elektrode. Die zweite
Steuerelektrode bedeckt die zweite Elektrode.
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In
der zuvor beschriebenen Vorrichtung schaltet sich die erste Steuerelektrode,
die als eine Gateelektrode wirkt, ein und aus (das heisst öffnet und
schließt).
Die Ladungsanreicherungsschicht, die durch die zweite Steuerelektrode
vorgesehen wird, steuert eine Stromflussmenge, das heisst einen
Widerstandswert. Demgemäß wird ein
Durchlasswiderstandswert verglichen mit einem Fall, in dem ein Transistor
einfach gesteuert wird, um ein- und auszuschalten, viel genauer
gesteuert. Weiterhin wirkt lediglich die erste Steuerelektrode im
Wesentlichen als die Gateelektrode. Daher wird eine Deckfläche zwischen
der ersten Steuerelektrode und der zweiten Elektrode klein, so dass
eine parasitäre
Kapazität verringert
wird.
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Die
vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von
dieser deutlicher ersichtlich, die in Verbindung mit der beiliegenden
Zeichnung durchgeführt
wird. In der Zeichnung zeigt:
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1 einen
Stromlaufplan eines Beispiels eines Ersatzschaltbilds, welches um
ein Halbleitersubstrat zentriert ist und welches eine zu betreibende Last
beinhaltet, gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung;
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2 eine
Draufsicht, die schematisch eine planare Struktur gemäß einem
LDMOS-Bereich zeigt, welcher in dem Halbleitersubstrat des ersten Ausführungsbeispiels
ausgebildet ist;
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3 einen
Stromlaufplan eines Beispiels eines Ersatzschaltbilds, welches um
ein Halbleitersubstrat zentriert ist und welches eine zu betreibende Last
beinhaltet, gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung;
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4 eine
Draufsicht, die schematisch eine planare Struktur gemäß einem
LDMOS-Bereich zeigt, welcher in dem Halbleitersubstrat des Ausführungsbeispiels
ausgebildet ist;
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5 einen
Stromlaufplan eines Beispiels eines Ersatzschaltbilds, welches um
ein Halbleitersubstrat zentriert ist und welches eine zu betreibende Last
beinhaltet, gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung;
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6 eine
Draufsicht, die schematisch eine planare Struktur gemäß einem
LDMOS-Bereich zeigt, welcher in dem Halbleitersubstrat des dritten Ausführungsbeispiel
ausgebildet ist;
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7 einen
Stromlaufplan eines Beispiels eines Ersatzschaltbilds, welches um
ein Halbleitersubstrat zentriert ist und welches eine zu betreibende Last
beinhaltet, gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung;
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8 eine
Draufsicht, die schematisch eine planare Struktur gemäß einem
LDMOS-Bereich zeigt, welcher in dem Halbleitersubstrat des vierten Ausführungsbeispiel
ausgebildet ist;
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9 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einem
fünften Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung;
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10 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einer
Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung des fünften Ausführungsbeispiels;
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11 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung;
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12 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einer
Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels;
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13 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einer
Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels;
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14 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einer
Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels;
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15A eine seitliche Schnittansicht eines Beispiels
einer Schnittstruktur gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung;
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15B ein Ersatzschaltbild;
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16 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einer
Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung des siebten Ausführungsbeispiels;
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17 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einer
Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung des siebten Ausführungsbeispiels;
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18 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einer
Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung des siebten Ausführungsbeispiels;
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19 eine
Draufsicht, die schematisch ein Beispiel einer planaren Struktur
gemäß einer
Ausgestaltung von jedem der dritten bis sechsten Ausführungsbeispiele
der Halbleitervorrichtungen zeigt;
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20 eine
Draufsicht, die schematisch ein Beispiel einer planaren Struktur
gemäß weiteren
einer Ausgestaltung von jedem der dritten bis sechsten Ausführungsbeispiele
der Halbleitervorrichtungen zeigt;
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21 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einem
Fall, in dem jedes der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele der Halbleitervorrichtungen
an einem Transistor angewendet wird, der eine VDMOS-Struktur aufweist;
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22 eine
seitliche Schnittansicht eines weiteren Beispiels einer Schnittstruktur
gemäß einem
Fall, in dem jedes der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele der Halbleitervorrichtungen
an einem Transistor angewendet wird, der eine VDMOS-Struktur aufweist;
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23 eine
seitliche Schnittansicht eines Beispiels einer Schnittstruktur gemäß einem
Fall, in dem jedes der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele der Halbleitervorrichtungen
an einem Transistor angewendet wird, der eine IGBT-Struktur aufweist;
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24 eine
seitliche Schnittansicht eines weiteren Beispiels einer Schnittstruktur
gemäß einem
Fall, in dem jedes der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele der Halbleitervorrichtungen
an einem Transistor angewendet wird, der eine IGBT-Struktur aufweist;
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25A bis 25C seitliche
Schnittansichten, von denen jede ein Beispiel eines anderen Elements
zeigt, welches in einer Halbleitervorrichtung ausgebildet ist; und
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26 eine
seitliche Schnittansicht der Schnittstruktur einer Halbleitervorrichtung
im Stand der Technik.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Nun
wird das erste Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung gemäß dieser
Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird ein nachstehend erläuterter
Aufbau grundsätzlich
angepasst, wie es später
im Detail dargelegt wird. Ein Transistor, der eine LDMOS-Struktur
aufweist, welcher Drain- und Sourceelektroden, die verbunden sind,
um sich in dem Strompfad zu befinden, und eine Gateelektrode beinhaltet,
die den Strom steuert, um in Übereinstimmung
mit einer anliegenden Spannung zwischen den Drain- und Sourceelektroden
zu fließen,
ist gruppiert und in einem Halbleitersubstrat auf eine derartige
Weise ausgebildet, dass er in eine Mehrzahl von Transistoren geteilt
ist, welche elektrisch parallel zu dem Strompfad geschaltet sind. Weiterhin
kann eine Betriebsinformation, welche anzeigt, ob Betriebsspannung
an die jeweiligen Gateelektroden der Mehrzahl von Transistoren,
die den LDMOS-Bereich
bilden, anzulegen sind, in einer Mehrzahl von Speicherzellen veränderlich
eingestellt werden, welche einen nicht flüchtigen Speicherbereich in dem
identischen Halbleitersubstrat bilden, und die Mehrzahl der Transistoren
werden auf der Grundlage der eingestellten Betriebsinformationen
selektiv aktiviert. Daher werden die erforderlichen Werte eines Durchlasswiderstands,
einer Schaltzeit usw. zu der Zeit, zu der die Mehrzahl von Transistoren
als ein einzelner Transistor erachtet werden, veränderlich
gemacht und auch in einem Fall, in dem zum Beispiel die Neueinstellungen
der erforderlichen Werte aufgrund der Änderung einer Last erforderlich
sind, können
die Einstellungen und Änderungen
der erforderlichen Werte mit einem hohen Freiheitsgrad bewältigt werden.
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1 zeigt
ein Ersatzschaltbild, das um das Halbleitersubstrat zentriert ist,
auf welchem eine Halbleitervorrichtung verkapselt ist, und das die
zu betreibende Last beinhaltet, während 2 schematisch
eine planare Struktur gemäß dem LDMOS-Bereich zeigt, welcher
in dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist.
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Zuerst
ist, wie es in 1 gezeigt ist, ein Halbleitersubstrat
C1, auf welchem die Halbleitervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels
verkapselt ist, auf eine derartige Weise angeordnet, dass sie sich
in dem Strompfad befindet, welcher sich von einer Schaltungsenergieversorgungsquelle
Vc über
die zu betreibende Last Ld zu Masse (GND) ausdehnt. Hierbei ist
die zu betreibende Last Ld eine Last, welche aus zum Beispiel dem
Widerstand einer Erwärmungsvorrichtung
oder dergleichen oder der Spule (Induktanz) eines Motors oder dergleichen
aufgebaut ist. Weiterhin ist das Halbleitersubstrat C1 grundlegend
den LDMOS-Bereich 10, welcher ein Transistorbereich ist,
der eine LDMOS-Struktur aufweist, und einen nicht flüchtigen
Speicherbereich 11 beinhaltend aufgebaut, welcher ein Bereich
ist, in dem die Betriebsinformation veränderlich festgelegt ist.
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In
dem LDMOS-Bereich 10 von diesem ist, wie es zuvor dargelegt
worden ist, der Transistor, der die LDMOS-Struktur aufweist, gruppiert
und in dem Halbleitersubstrat C1 auf eine derartige Weise ausgebildet,
dass er in zum Beispiel fünf
Transistoren L11 bis L15 geteilt ist, welche elektrisch parallel
zu dem Strompfad geschaltet sind. Jeder der Transistoren L11 bis
L15 weist eine zu der LDMOS-Struktur, die
vorhergehend in 26 beispielhaft dargestellt ist, ähnliche
Struktur auf, wobei die Drainelektroden (ersten Elektroden) D und
die Sourceelektroden (zweiten Elektroden) S jeweils mit dem Strompfad verbunden
sind und die Gateelektroden G, von denen jede einen Strom steuert,
um zwischen der entsprechenden Drainelektrode D und Sourceelektrode S
zu fließen,
mit jeweiligen Speicherzellen verbunden sind, welche den nicht flüchtigen
Speicherbereich 11 bilden.
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Daneben
sind die fünf
Speicherzellen M11 bis M15, die die gleiche Anzahl wie die der Transistoren
L11 bis L15 aufweisen, in dem nicht flüchtigen Speicherbereich 11 ausgebildet,
welcher aus einem elektrisch umschreibbaren nicht flüchtigen
Speicher (zum Beispiel einem EPROM) ausgebildet ist. Ebenso weist
jede der Speicherzellen M11 bis M15 grundlegend eine MOS-Struktur
auf und beinhaltet, wie es in 1 gezeigt
ist, eine Drainelektrode D und eine Sourceelektrode S und eine Steuergateelektrode CG,
welche auf der Grundlage der Spannung, die in Übereinstimmung mit der Betriebsinformation
anliegt, steuert, ob der Strom zwischen der Drainelektrode D und
der Sourceelektrode S fließt
oder nicht. Weiterhin sind die jeweiligen Drainelektroden D der Speicherzellen
M11 bis M15 elektrisch parallel zu einem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss
Vin geschaltet, in welchen eine Betriebsspannung, die aus einer
Konstantspannung oder einer Rechteckwellenspannung ausgebildet wird,
eingegeben wird, und die jeweiligen Sourceelektroden S der Speicherzellen M11
bis M15 sind mit den entsprechenden Gateelektroden G der Transistoren
L11 bis L15 verbunden. Das heisst, die Speicherzellen M11 bis M15,
die den nicht flüchtigen
Speicherbereich 11 bilden, wirken als Schaltelemente zum
Durchführen
einer Schaltens (Ein/Aus) auf eine Weise, um sich in den Anlegeleitungen
der Betriebsspannungen zu den jeweiligen Gateelektroden G der Transistoren
L11 bis L15 zu befinden, die den LDMOS-Bereich 10 bilden.
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Im Übrigen sind
die Steuergateelektroden CG der Speicherzellen M11 bis M15 mit einer
Spannungssteuerschaltung (nicht gezeigt) verbunden und werden vorbestimmte
Spannungen, welche den logischen Pegeln von umschreibbaren Informationselementen
von 5 Bits entsprechen, die die Betriebsinformation der Transistoren
L11 bis L15 bilden, über
die Spannungssteuerschaltung an die jeweiligen Steuergateelektroden
CG angelegt. Genauer gesagt wird eine Spannung an einer Amplitude,
welche die entsprechende Speicherzelle zu einem eingeschalteten Zustand
bringt, an die Steuergateelektrode CG der Speicherzelle angelegt,
welche dem Bit, das an zum Beispiel einem logischen H-(hohen)-Pegel
liegt, aus den Bits entspricht, die die Betriebsinformation bilden.
Andererseits liegt eine Spannung mit einer Amplitude, welche die
entsprechende Speicherzelle zu einem ausgeschalteten Zustand bringt,
an der Steuergateelektrode CG der Speicherzelle an, welche dem Bit,
das an zum Beispiel einem logischen L-(niedrigen)-Pegel liegt, aus den Bits
entspricht, die die Betriebsinformation bilden. Daher werden die Ein/Aus-Zustände der
Leitungen, welche die Sourceelektroden S der Speicherzellen M11
bis M15 und die Gateelektrode G der Transistoren L11 bis L15 koppeln,
das heisst die Anlegeleitungen der Betriebsspannungen, jeweils umgeschaltet.
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Unterdessen
werden, wie es in 1 gezeigt ist, Pulldown-Widerstände R11
bis R15 jeweils mit den Anlegeleitungen der Betriebsspannungen verbunden
und sie werden an ihren Enden, die von den Anlegeleitungen entfernt
sind, an Masse (GND) gelegt. In diesen Leitungen werden deshalb
Spannungsteilungswerte (geteilte Spannungen) der Betriebsspannungen
auf der Grundlage der Durchlasswiderstände der Speicherzellen M11
bis M15 und der entsprechenden Pulldown-Widerstände R11 bis R15 an die entsprechenden
Gateelektroden G aus den Transistoren L11 bis L15 angelegt und werden
die Transistoren, an welchen die geteilten Spannungen angelegt werden,
selektiv aktiviert. Im Gegensatz dazu sind die Leitungen, welche
den Zellen unter den Aus-Zuständen
entsprechen, aus den Speicherzellen M11 bis M15 durch die entsprechenden
Pulldown-Widerstände
R11 bis R15 auf das Massepotential (GND) festgelegt. Das heisst,
aus den Transistoren L11 bis L15 sind die Gatepotentiale der Transistoren L11
bis L15, deren Gateelektroden G mit den Leitungen verbunden sind,
auf das Massepotential (GND) festgelegt und sind keine Kanäle darin
ausgebildet.
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Hierbei
sind in diesem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, wie die planare Struktur der Transistoren
L11 bis L15, die den LDMOS-Bereich 10 bilden, in 2 zeigt,
die einzelnen Drainelektroden (Bereiche) D tatsächlich elektrisch über einen
Drainkontaktabschnitt Dc, welcher aus einer Diffusionsschicht eines
N-Typs und einer Diffusionsschicht einer hohen Konzentration (N+) besteht, die innerhalb des Halbleitersubstrats
C1 ausgebildet sind, miteinander verbunden. Weiterhin ist das Ende der
zu betreibenden Last Ld, das mit der Schaltungsenergieversorgungsquelle
Vc verbunden ist, wenn es entfernt von dieser Schaltungsenergieversorgungsquelle
ist, über
eine geeignete Verdrahtung mit dem Drainkontaktabschnitt Dc verbunden.
Auf eine ähnliche
Weise sind die einzelnen Sourceelektroden (Bereiche) S der Transistoren
L11 bis L15 tatsächlich über eine
Diffusionsschicht einer hohen Konzentration (N+),
welche in einer P-Wanne angeordnet ist, elektrisch miteinander verbunden.
Im Übrigen
werden die Sourceelektroden (Bereiche) S zusammen mit einem Substratkontaktabschnitt
Bc, welcher ähnlich
als eine Diffusionsschicht einer hohen Konzentration (P+)
in der P-Wanne ausgebildet ist, über
eine geeignete Verdrahtung an dem Massepotential (GND) gehalten.
Auf diese Weise sind die Transistoren L11 bis L15, die den LDMOS-Bereich 10 bilden, jeweils
verbunden, um sich in dem Strompfad der zu betreibenden Last Ld
zu befinden.
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Andererseits
sind, wie es in 2 gezeigt ist, lediglich die
Gateelektroden G der Transistoren L11 bis L15 auf eine derartige
Weise ausgebildet, da sie in dem LDMOS-Bereich 10 elektrisch
voneinander getrennt sind, und sind die jeweiligen Gateelektroden über geeignete
Verdrahtungen elektrisch mit den Sourceelektroden S (1)
der Speicherzellen M11 bis M15 verbunden, die den vorhergehenden
nicht flüchtigen
Speicherbereich 11 bilden. Weiterhin sind die Betriebsspannungen
selektiv an die Gateelektroden G angelegt, wie es zuvor erläutert worden
ist, wodurch Kanalschichten (Sperrschichten) einer Kanallänge ChL
an Teilen direkt unter denjenigen Gateelektroden der Gateelektroden
G11 bis G15 ausgebildet sind, an welchen die Betriebsspannungen
anliegen, und diejenigen Transistoren L11 bis L15, welche mit den
Kanalschichten ausgebildet sind, werden selektiv aktiviert. Das
heisst, Ströme
fließen über die ausgebildeten
Kanalschichten. Anders ausgedrückt wird
eine effektive Kanalbreite ChW zu der Zeit, zu der die Transistoren
L11 bis L15 als der einzelne Transistor erachtet werden, innerhalb
des LDMOS-Bereichs 10 in Übereinstimmung mit der Anzahl
der aktivierten Transistoren veränderlich.
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Als
Nächstes
wird ein Verfahren zum Festlegen der effektiven Kanalbreite ChW
zu der Zeit, zu der der LDMOS-Bereich 10 als der einzelne
Transistor erachtet wird, in der Halbleitervorrichtung beschrieben,
die aufgebaut ist, wie es zuvor dargelegt worden ist. Im Übrigen kann
das Festlegen auch nach dem Herstellen der Halbleitervorrichtung
nach Belieben ausgeführt
werden.
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Beim
Durchführen
des Festlegens wird zuerst die Betriebsinformation, welche anzeigt,
ob die Betriebsspannungen an die Gateelektroden G (G11 bis G15)
der Transistoren L11 bis L15 (1) anzulegen
sind, in dem nicht flüchtigen
Speicherbereich gesetzt. Der Setzaspekt der Betriebsinformation kann über eine
bekannte Speichermanipulation frei geändert werden. Auf diese Weise
werden die vorbestimmten Spannungen, welche den logischen Pegeln der
jeweiligen Bits entsprechen, die die Betriebsinformation bilden,
an die Steuergateelektroden CG der Speicherzellen M11 bis M15 angelegt,
um dadurch selektiv diese Speicherzellen in die Ein-Zustände zu bringen.
Daher fließen
Ströme
von dem in 1 gezeigten Betriebsspannungs-Eingangsanschluss
Vin zwischen den Drainelektroden D und den Sourceelektroden S der
Speicherzellen (Schaltelemente), die zu den Ein-Zuständen gebracht
worden sind, auf der Grundlage der Betriebsspannungen, die an den
Drainelektroden D der Speicherzellen M11 bis M15 anliegen, und über die
Pulldown-Widerstände, die
mit den Leitungen verbunden sind, die diesen Speicherzellen nachfolgen,
und diese werden jeweils zu Masse (GND) geführt. In den Leitungen, durch
welche die Ströme
auf diese Weise geflossen sind, werden die geteilten Spannungen
der Betriebsspannungen auf der Grundlage der Durchlasswiderstände der
Speicherzellen unter den Ein-Zuständen und den Pulldown-Widerständen, die diesen
entsprechen, an die Gateelektroden G der entsprechenden Transistoren aus
den Transistoren L11 bis L15 angelegt und werden die Transistoren,
an welche die geteilten Spannungen angelegt worden sind, aktiviert.
Das heisst, ein Strom, der von der Schaltungsenergieversorgungsquelle
Vc der zu betreibenden Last Ld zugeführt wird, fließt durch
lediglich die aktivierten Transistoren und die effektive Kanalbreite
ChW zu der Zeit, zu der die Transistoren L11 bis L15 als der einzelne
Transistor erachtet werden, wird in Übereinstimmung mit der Anzahl
der aktivierten Transistoren innerhalb des Halbleitersubstrats C1
veränderlich
gemacht.
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Wie
es zuvor beschrieben worden ist, werden gemäß der Halbleitervorrichtung
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
die nachstehend aufgelisteten Vorteile erzielt.
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Die Betriebsinformation, welche anzeigt, ob die Betriebsspannungen
an die Gateelektroden G (G11 bis G15) der Transistoren L11 bis L15
anzulegen sind, die den LDMOS-Bereich 10 bilden, wird in
dem nicht flüchtigen
Speicherbereich 11 veränderlich
festgelegt und die Transistoren L11 bis L15 werden auf der Grundlage
der Betriebsinformation selektiv aktiviert. Daher können auch nach
dem Herstellen der Halbleitervorrichtung die erforderlichen Werte
des Durchlasswiderstands, der Schaltzeit usw. zu der Zeit, zu der
die Transistoren L11 bis L15 als der einzelne Transistor erachtet
werden, über
den Anlegeaspekt der Betriebsspannungen an die Gateelektroden G
(G11 bis G15) festgelegt werden. Demgemäß können auch in dem Fall, in dem
zum Beispiel die Neueinstellungen der erforderlichen Werte aufgrund
der Änderungen
der Last oder dergleichen erforderlich sind, die Einstellungen und Änderungen
der erforderlichen Werte mit einem hohen Freiheitsgrad bewältigt werden.
- (2) Der LDMOS-Bereich 10 und der nicht flüchtige Speicherbereich 11 werden
auf dem identischen Halbleitersubstrat C1 ausgebildet. Daher kann eine
Abmessungsverringerung der Halbleitervorrichtung erzielt werden.
Daneben sind bezüglich den
Transistoren L11 bis L15, die den LDMOS-Bereich 10 bilden,
und den Speicherzellen M11 bis M15, die den nicht flüchtigen
Speicherbereich 11 bilden, viele von Halbleiterherstellungsverfahren
gemeinsam und kann daher eine Verringerung der Herstellungsmannstunden
der Halbleitervorrichtung erzielt werden.
- (3) Die Drainelektroden (Bereiche) D und Sourceelektroden (Bereiche)
S der Transistoren L11 bis L15 sind über die Diffusionsschichten
jeweils elektrisch verbunden. Daher kann es weggelassen werden,
metallische Verdrahtungen oder dergleichen zu legen, welche dazu
dienen, die Transistoren L11 bis L15 parallel zu dem Strompfad zu schalten,
der sich von der Schaltungsenergieversorgungsquelle Vc zu Masse
(GND) ausdehnt, so dass sowohl die Vereinfachung der Struktur als auch
die Vereinfachung des Herstellungsverfahrens erzielt werden kann.
Weiterhin beseitigt das Ausführungsbeispiel
verglichen mit dem Fall eines Legens der metallischen Verdrahtungen
oder dergleichen das Besorgnis einer Trennung usw., so dass die
Halbleitervorrichtung einer höheren Zuverlässigkeit
erzielt werden kann.
-
(Zweites Ausführungsbeispiel)
-
Als
Nächstes
wird ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung gemäß dieser
Erfindung unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben.
-
Die
Halbleitervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels weist ebenso
einen Aufbau auf, welcher grundlegend mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmt,
das zuvor in den 1 und 2 gezeigt
worden ist, das heisst einen Aufbau, in welchem eine Betriebsinformation,
die anzeigt, ob die Betriebsspannungen an die Gateelektroden einer Mehrzahl
von Transistoren anzulegen sind, die einen LDMOS-Bereich bilden, in einer Mehrzahl von
Speicherzellen veränderlich
festgelegt werden können, die
einen nicht flüchtigen
Speicherbereich innerhalb eines identischen Halbleitersubstrats
bilden. In diesem Ausführungsbeispiel
wird jedoch eine Mehrzahl von LDMOS-Transistoren jeweils auf eine
Weise verbunden, dass sie sich in den Anlegeleitungen der Betriebsspannungen
zu den Gateelektroden der Mehrzahl von Transistoren, die zuvor erwähnt worden sind,
befinden, und wird die Mehrzahl von Transistoren, die zuvor erwähnt worden
ist, über
die Betriebe der Mehrzahl von LDMOS-Transistoren auf der Grundlage
der Betriebsinformation selektiv aktiviert.
-
3 zeigt
ein Ersatzschaltbild, das um das Halbleitersubstrat zentriert ist,
auf welchem eine Halbleitervorrichtung verkapselt ist, und das eine
zu betreibende Last beinhaltet, während 4 schematisch
eine planare Struktur in Beziehung zu dem LDMOS-Bereich zeigt, welcher
in dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist.
-
Zuerst
ist, wie es in 3 gezeigt ist, das Halbleitersubstrat
C2, auf welchem die Halbleitervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels
verkapselt ist, auf eine derartige Weise angeordnet, dass sie sich auf
die gleiche Weise wie in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel
in dem Strompfad befindet, welcher sich von einer Schaltungsenergieversorgungsquelle
Vc über
die zu betreibende Last Ld zu Masse (GND) ausdehnt. Das Halbleitersubstrat
C2 ist grundlegend den LDMOS-Bereich 20,
welcher ein Transistorbereich ist, der eine LDMOS-Struktur aufweist,
den nicht flüchtigen
Speicherbereich 11, welcher ein Bereich ist, in dem die
Betriebsinformation veränderlich
festgelegt ist, und einen N-Kanal-MOS-Bereich 22 beinhaltend
aufgebaut, welcher auf die Weise verbunden ist, dass er sich in
den Anlegeleitungen der Betriebsspannungen befindet.
-
In
dem LDMOS-Bereich 20 davon ist auf die gleiche Weise wie
in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel der Transistor,
der die LDMOS-Struktur aufweist, gruppiert und in dem Halbleitersubstrat
C2 auf eine Weise ausgebildet, um in zum Beispiel fünf Transistoren
L21 bis L25 geteilt zu sein, welche elektrisch parallel zu dem Strompfad
geschaltet sind. Jeder der Transistoren L21 bis L25 weist eine Struktur
auf, die der LDMOS-Struktur entspricht, die zuvor in 26 beispielhaft
dargelegt worden ist. Hierbei sind jedoch die Drainelektroden D
und die Sourceelektroden S dieser Transistoren jeweils mit dem Strompfad
verbunden und sind die Gateelektroden G davon, von denen jede einen
Strom steuert, um zwischen der entsprechenden Drainelektrode D und
Sourceelektrode S zu fließen,
mit den jeweiligen MOS-Transistoren verbunden, welche den N-Kanal-MOS-Bereich 22 bilden.
-
Daneben
sind die fünf
Speicherzellen M21 bis M25 in der gleichen Anzahl wie die der Transistoren
L21 bis L25 in dem nicht flüchtigen
Speicherbereich 21, welcher aus einem elektrisch umschreibbaren
nicht flüchtigen
Speicher (zum Beispiel einem EPROM) ausgebildet ist, auf die gleiche
Weise wie in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
Ebenso weist jede der Speicherzellen M21 bis M25 grundlegend eine
MOS-Struktur auf und sie beinhaltet, wie es in 3 gezeigt
ist, eine Drainelektrode D und eine Sourceelektrode S und eine Steuergateelektrode
CG, welche auf der Grundlage der Spannung, die in Übereinstimmung
mit der Betriebsinformation angelegt wird, steuert, ob ein Strom zwischen
der Drainelektrode D und der Sourceelektrode S fließt oder
nicht. Weiterhin sind die jeweiligen Drainelektroden D der Speicherzellen
M21 bis M25 elektrisch parallel zu einer Speicherenergieversorgungsquelle
Vm geschaltet, an welcher eine Speicherspannung, die aus einer Konstantspannung
ausgebildet wird, angelegt wird, und die jeweiligen Sourceelektroden
S der Speicherzellen M21 bis M25 sind mit den entsprechenden MOS-Transistoren
verbunden, welche den N-Kanal-MOS-Bereich 22 bilden.
-
Im Übrigen sind
ebenso die Steuergateelektroden CG der Speicherzellen M21 bis M25
mit einer Spannungssteuerschaltung (nicht gezeigt) auf die gleiche
Weise wie in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel verbunden. Weiterhin
werden vorbestimmte Spannungen, welche den logischen Pegeln der
umschreibbaren Informationselemente von 5 Bits entsprechen, die
die Betriebsinformation der Transistoren L21 bis L25 bilden, über die
Spannungssteuerschaltung an die jeweiligen Steuergateelektroden
CG angelegt. Genauer gesagt wird eine Spannung mit einer Amplitude,
welche die entsprechende Speicherzelle zu einem Ein-Zustand bringt, an
die Steuergateelektrode CG der Speicherzelle angelegt, welche dem
Bit, das an zum Beispiel einem logischen H-(hohen)-Pegel liegt, aus den Bits entspricht,
die die Betriebsinformation bilden. Andererseits wird eine Spannung
mit einer Amplitude, welche die entsprechende Speicherzelle zu einem
Aus-Zustand bringt, an die Steuergateelektrode CG der Speicherzelle
angelegt, welche dem Bit, das an zum Beispiel einem logischen L-(niedrigen)-Pegel
liegt, aus den Bits entspricht, die die Betriebsinformation bilden.
-
Daneben
sind die fünf
MOS-Transistoren N21 bis N25, die ebenso die gleiche Anzahl wie
die der Transistoren L21 bis L25 aufweisen, in dem N-Kanal-MOS-Bereich 22 ausgebildet.
Wie es in 3 gezeigt ist, sind die Drainelektroden
D der MOS-Transistoren N21 bis N25 elektrisch zu einem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss
Vin parallel geschaltet, der ein Anschluss ist, in welchem die Betriebsspannungen
eingegeben werden, während
die Sourceelektroden S der MOS-Transistoren
N21 bis N25 jeweils mit den Transistoren L21 bis L25 verbunden sind,
die den LDMOS-Bereich 20 bilden.
-
Im Übrigen sind,
wie es in 3 gezeigt ist, Pulldown-Widerstände R211
bis R215 jeweils mit den Anlegeleitungen der Betriebsspannungen
an den Gateelektroden G der Transistoren L21 bis L25 verbunden,
die LDMOS-Bereich 20 bilden, und sie sind an ihren Enden,
die von den Anlegeleitungen entfernt sind, an Masse (GND) gelegt.
In diesen Leitungen werden deshalb Spannungsteilungswerte (geteilte Spannungen)
der Betriebsspannungen auf der Grundlage der Durchlasswiderstände der
MOS-Transistoren N21 bis N25 und der entsprechenden Pulldown-Widerstände R211
bis R215 an die entsprechenden Gateelektroden G aus den Transistoren
L21 bis L25 angelegt, und die Transistoren, an welchen die geteilten
Spannungen angelegt sind, werden selektiv aktiviert. Im Gegensatz
dazu sind die Leitungen, welche den Zellen unter den Aus-Zuständen aus den
MOS-Transistoren
N21 bis N25 entsprechen, durch die entsprechenden Pulldown-Widerstände auf das
Massepotential (GND) festgelegt. Das heisst, aus den Transistoren
L21 bis L25 sind die Gatepotentiale der Transistoren, deren Gateelektroden
G mit den Leitungen verbunden sind, auf das Massepotential (GND)
festgelegt und sind Kanäle
nicht darin ausgebildet.
-
Weiterhin
sind, wie es in 3 gezeigt ist, Pulldown-Widerstände R221
bis R225 jeweils mit den Anlegeleitungen der Speicherspannungen
an den Gateelektroden G der MOS-Transistoren N21 bis N25 verbunden,
die den N-Kanal-MOS-Bereich 22 bilden,
und sie sind an ihren Enden, die von den Anlegeleitungen entfernt
sind, an Masse (GND) gelegt. In diesen Leitungen werden deshalb
die Spannungsteilungswerte (geteilten Spannungen) der Speicherspannungen
auf der Grundlage der Durchlasswiderstände der Speicherzellen M21
bis M25 und der entsprechenden Pulldown-Widerstände R221 bis R225 an die entsprechenden
Gateelektroden G aus den MOS-Transistoren N21 bis N25 angelegt und
die MOS-Transistoren,
an welche die geteilten Spannungen angelegt sind, werden selektiv
aktiviert. Im Gegensatz dazu sind die Leitungen, welche den Zellen unter
den Aus-Zuständen, aus
den Speicherzellen M21 bis M25 entspreche, durch die entsprechenden Pulldown-Widerstände auf
das Massepotential (GND) festgelegt.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
wirken auf diese Weise die Speicherzellen M21 bis M25, die den nicht
flüchtigen
Speicherbereich 21 bilden, als Schaltelemente zum Durchführen eines
Schaltens auf eine derartige Weise, dass sie sich in den Anlegeleitungen der
Speicherspannungen befinden. Das Ein/Aus-Umschalten der Anlegeleitungen
der Betriebsspannungen (Transistoren L21 bis L25) wird über die
Manipulationen des Aktivierens/Inaktivierens von derartigen Anlegeleitungen
der Speicherspannungen (MOS-Transistoren N21 bis N25) ausgeführt.
-
Hierbei
sind in diesem Ausführungsbeispiel ebenso,
wie die planare Struktur der Transistoren L21 bis L25, die den LDMOS-Bereich 20 bildet,
in 4 zeigt, die einzelnen Drainelektroden (Bereiche)
D tatsächlich über einen
Drainkontaktabschnitt Dc, welcher aus einer Diffusionsschicht eines
N-Typs und einer Diffusionsschicht einer hohen Konzentration (N+) besteht, die innerhalb des Halbleitersubstrats C2
ausgebildet sind, elektrisch miteinander verbunden. Weiterhin ist
das Ende der zu betreibenden Last Ld, das mit der Schaltungsenergieversorgungsquelle Vc
verbunden ist, da es entfernt von dieser Schaltungsenergieversorgungsquelle
ist, über
eine geeignete Verdrahtung mit dem Drainkontaktabschnitt Dc verbunden.
Auf eine ähnliche
Weise sind die einzelnen Sourceelektroden (Bereiche) S der Transistoren L21
bis L25 tatsächlich über eine
Diffusionsschicht einer hohen Konzentration (N+),
welche in einer P-Wanne angeordnet ist, miteinander verbunden. Weiterhin
werden die Sourceelektroden (Bereiche) S zusammen mit einem Substratkontaktabschnitt
Bc, welcher ähnlich
wie eine Diffusionsschicht einer hohen Konzentration (P+)
in der P-Wanne ausgebildet ist, über
eine geeignete Verdrahtung an dem Massepotential (GND) gehalten.
Auf diese Weise sind die Transistoren L21 bis L25, die den LDMOS-Bereich 20 ausbilden,
jeweils verbunden, um sich in dem Strompfad der zu betreibenden
Last Ld zu befinden.
-
Andererseits
sind ebenso hier, wie es in 4 gezeigt
ist, lediglich die Gateelektroden G der Transistoren L21 bis L25
auf eine Weise ausgebildet, um in dem LDMOS-Bereich 20 elektrisch
voneinander getrennt zu sein, und sind die jeweiligen Gateelektroden
G über
geeignete Verdrahtungen mit den Sourceelektroden S (3)
der MOS-Transistoren N21 bis N25 verbunden, die den zuvor erwähnten N-Kanal-MOS-Bereich 22 bilden.
Weiterhin sind die Betriebsspannungen selektiv an die Gateelektroden G
angelegt, wie es zuvor dargelegt worden ist, wodurch Kanalschichten
(Sperrschichten) einer Kanallänge
ChL an Teilen direkt unter denjenigen Gateelektroden der Gateelektroden
G21 bis G25 ausgebildet sind, an welchen die Betriebsspannungen
angelegt sind, und sind diejenigen Transistoren der Transistoren
L21 bis L25, welche mit den Kanalschichten ausgebildet sind, selektiv
aktiviert. Das heisst, Ströme
fließen
durch die ausgebildeten Kanalschichten. Anders ausgedrückt wird
eine effektive Kanalbreite ChW zu der Zeit, zu der die Transistoren
L21 bis L25 als der einzelne Transistor erachtet werden, innerhalb
des LDMOS-Bereichs 20 in Übereinstimmung mit der Anzahl
der aktivierten Transistoren veränderlich.
-
Als
Nächstes
wird ein Verfahren zum Festlegen der effektiven Kanalbreite ChW
zu der Zeit, zu der der LDMOS-Bereich 20 als der einzelne
Transistor erachtet wird, in der Halbleitervorrichtung beschrieben,
die wie zuvor erläutert
aufgebaut ist. Im Übrigen
kann ebenso das Festlegen auch nach dem Herstellen der Halbleitervorrichtung
auf die gleiche Weise wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
nach Belieben ausgeführt
werden.
-
Beim
Durchführen
des Festlegens wird zuerst die Betriebsinformation, welche anzeigt,
ob die Betriebsspannungen an die Gateelektroden G (G21 bis G25)
der Transistoren L21 bis L25 (3) anzulegen
sind, in dem nicht flüchtigen
Speicherbereich 21 festgelegt. Ebenso kann das Festlegen
der Betriebsinformation über
eine bekannte Speichermanipulation frei geändert werden. Auf diese Weise
werden die vorbestimmten Spannungen, welche den logischen Pegeln
der jeweiligen Bits entsprechen, die die Betriebsinformation bilden,
an die Steuergateelektroden CG der Speicherzellen M21 bis M25 angelegt,
um dadurch diese Speicherzellen selektiv zu den Ein-Zuständen zu
bringen. Daher fließen
Strömen
von der Speicherenergieversorgungsquelle Vm, die in 3 gezeigt
ist, zwischen den Drainelektroden D und den Sourceelektroden S der
Speicherzellen (Schaltelemente) auf der Grundlage der Speicherspannungen,
die an die Drainelektroden D der Speicherzellen M21 bis M25 angelegt
sind, und über die
Pulldown-Widerstände,
die mit den Leitungen verbunden sind, die diesen Speicherzellen
nachfolgen, und sie werden jeweils zu Masse (GND) geleitet. In den
Leitungen, durch welche die Ströme
auf diese Weise geflossen sind, werden die geteilten Spannungen
der Speicherspannungen auf der Grundlage der Durchlasswiderstände der
Speicherzellen in den Ein-Zuständen
und der Pulldown-Widerstände,
die diesen entsprechen, an die Gateelektroden G der entsprechenden
MOS-Transistoren aus den MOS-Transistoren N21 bis N25 angelegt und
werden die MOS-Transistoren, an welche die geteilten Spannungen
angelegt worden sind, aktiviert.
-
Wenn
die MOS-Transistoren N21 bis N25 auf der Grundlage der Betriebsinformation
auf diese Weise selektiv aktiviert werden, fließen Ströme von dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss
Vin zwischen den Drainelektroden D und Sourceelektroden S der aktivierten
MOS-Transistoren auf der Grundlage der Betriebsspannungen, die an
die Drainelektroden D der MOS-Transistoren N21 bis N25 angelegt worden
sind. Weiterhin fließen
Ströme über die
Pulldown-Widerstände,
die mit den Leitungen verbunden sind, welche den MOS-Transistoren
nachfolgen, und sie werden zu Masse (GND) geleitet. In den Leitungen, über welche
die Ströme
auf diese Weise geflossen sind, werden die geteilten Spannungen
der Betriebsspannungen auf der Grundlage der Durchlasswiderstände der
aktivierten MOS-Transistoren und der Pulldown-Widerstände, die
diesen entsprechen, an die Gateelektroden G der entsprechenden Transistoren
aus den Transistoren L21 bis L25 angelegt, und werden die Transistoren,
an welchen die geteilten Spannungen angelegt worden sind, aktiviert.
Das heisst, ein Strom, der von der Schaltungsenergieversorgungsquelle
Vc der zu betreibenden Last Ld zugeführt wird, fließt lediglich über die
aktivierten Transistoren und die effektive Kanalbreite ChW zu der
Zeit, zu der die aktivierten Transistoren L21 bis L25 als der einzelne
Transistor erachtet werden, wird innerhalb des Halbleitersubstrats
C2 veränderlich
gemacht.
-
Wie
es zuvor beschrieben worden ist, werden gemäß der Halbleitervorrichtung
des zweiten Ausführungsbeispiels
die nachstehend aufgelisteten Vorteile erzielt.
- (1)
Die Betriebsinformation, welche anzeigt, ob die Betriebsspannungen
an die Gateelektroden G (G21 bis G25) der Transistoren L21 bis L25
anzulegen sind, die den LDMOS-Bereich 20 bilden, wird in
den Speicherzellen M21 bis M25 veränderlich festgelegt. Weiterhin
werden die Transistoren L21 bis L25 auf der Grundlage der Betriebsinformation über die
Betriebe der MOS-Transistoren N21 bis N25, welche auf eine Weise
verbunden sind, um sich jeweils in den Anlegeleitungen der Betriebsspannungen
zu den Gateelektroden G der Transistoren L21 bis L25 zu befinden,
selektiv aktiviert. Daher können
auch nach dem Herstellen der Halbleitervorrichtung die erforderlichen
Werte des Durchlasswiderstands, der Schaltzeit usw. zu der Zeit,
zu der die Transistoren L21 bis L25 als der einzelne Transistor
erachtet werden, über
den Anlegeaspekt der Betriebsspannungen an die Gateelektroden G
(G21 bis G25) festgelegt werden. Demgemäß können auch in dem Fall, in dem
zum Beispiel die Neueinstellungen der erforderlichen Werte aufgrund
der Änderungen
der Last oder dergleichen erforderlich sind, die Einstellungen und Änderungen
der erforderlichen Werte mit einem hohen Freiheitsgrad bewältigt werden.
Weiterhin können
in diesem Fall aufgrund des Eingriffs der MOS-Transistoren N21 bis N25 die Gatewiderstände der
Transistoren L21 bis L25 und die Durchlasswiderstände der
Speicherzellen M21 bis M25, die die Schaltelemente aufbauen, anders
als in dem ersten Ausführungsbeispiel
unabhängig
festgelegt werden.
- (2) Der LDMOS-Bereich 20 und der nicht flüchtige Speicherbereich 21 sind
auf dem identischen Halbleitersubstrat C2 ausgebildet. Daher kann eine
Abmessungsverringerung der Halbleitervorrichtung erzielt werden.
Daneben sind bezüglich den
Transistoren L21 bis L25, die den LDMOS-Bereich 20 bilden,
den Speicherzellen M21 bis M25, die den nicht flüchtigen Speicherbereich 21 bilden,
und den MOS-Transistoren N21 bis N25, die den N-Kanal-MOS-Bereich 22 bilden, viele
von Halbleiterherstellungsverfahren gemeinsam und kann daher die
Verringerung der Herstellungsmannstunden der Halbleitervorrichtung ebenso
erzielt werden.
- (3) Die Drainelektroden (Bereiche) D und Sourceelektroden (Bereiche)
S der Transistoren L21 bis L25 sind über die jeweiligen Diffusionsschichten elektrisch
verbunden. Daher kann es weggelassen werden, Metallverdrahtungen
oder dergleichen auszulegen, welche dazu dienen, die Transistoren
L21 bis L25 zu dem Strompfad elektrisch parallel zu schalten, der
sich von der Schaltungsenergieversorgungsquelle Vc zu Masse (GND) ausdehnt,
so dass die Vereinfachung der Struktur sowie die Vereinfachung des
Herstellungsverfahrens erzielt werden kann. Weiterhin beseitigt
das Ausführungsbeispiel
verglichen mit dem Fall eines Auslegens der Metallverdrahtungen
oder dergleichen das Besorgnis eines Trennens usw., so dass die
Halbleitervorrichtung einer höheren
Zuverlässigkeit
realisiert werden kann.
-
Im Übrigen können die
zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiele ebenso durch
zweckmäßiges Ändern von
ihnen in zum Beispiel nachstehend dargelegten Aspekten durchgeführt werden.
-
Die
ersten und zweiten Ausführungsbeispiele
haben die Struktur angewendet, in welcher die Drainelektroden D
und die Sourceelektroden S der Transistoren L11 bis L15 oder die
Transistoren L21 bis 25 über die Diffusionsschichten
elektrisch miteinander verbunden sind, die in dem Halbleitersubstrat C1
bzw. C2 ausgebildet sind. Jedoch ist diese Struktur nicht beschränkend, sondern
es ist ebenso zulässig,
eine Struktur anzuwenden, in welcher nicht nur die Gateelektroden
G, sondern ebenso die Drainelektroden D und die Sourceelektroden
S jeweils auf dem Halbleitersubstrat isoliert sind, woraufhin sie über geeignete
Verdrahtungen elektrisch verbunden sind.
-
In
den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen
sind der nicht flüchtige
Speicherbereich 11 oder 21 oder der N-Kanal-MOS-Bereich 22 zusammen
in dem einzelnen Halbleitersubstrat C1 oder C2 ausgebildet, das
mit dem LDMOS-Bereich 10 oder 20 ausgebildet ist,
aber dieser Aufbau ist nicht beschränkend. Alternativ ist es ebenso
zulässig,
dass zum Beispiel die Speicherzellen M11 bis M15 oder M21 bis M25,
die den nicht flüchtigen
Speicherbereich 11 oder 21 bilden, und die MOS-Transistoren N21
bis N25, die den N-Kanal-MOS-Bereich 22 bilden, in einem
anderen Halbleitersubstrat ausgebildet sind, das jeweils mit den
Transistoren L11 bis L15 oder L21 bis L25, die den LDMOS-Bereich 10 oder 20 bilden,
die in dem Halbleitersubstrat C1 oder C2 ausgebildet sind, über geeignete
Verdrahtungen verbunden sind. Kurz gesagt, ist ein Aspekt zum Realisieren
wie erwünscht
mit irgendeiner Struktur, in welcher das Ersatzschaltbild, das in 1 oder 3 zuvor
gezeigt ist, realisiert ist, das heisst mit irgendeinem Aufbau,
in welchem die Betriebsinformation, die anzeigt, ob die Betriebsspannungen
an die Gateelektroden der Transistoren anzulegen sind oder nicht, veränderlich
in dem nicht flüchtigen
Speicherbereich festgelegt, und in welchem die Transistoren, die
die Betriebsspannungen aufweisen, die an ihre Gateelektroden angelegt
sind, auf der Grundlage der Betriebsinformation selektiv aktiviert
werden.
-
(Drittes Ausführungsbeispiel)
-
Als
Nächstes
wird ein drittes Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung gemäß dieser
Erfindung unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben.
-
Ebenso
weist die Halbleitervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels einen Aufbau
auf, welcher grundlegend mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmt,
das zuvor in den 1 und 2 gezeigt
worden ist, das heisst einen Aufbau, in welchem ein Transistor,
der eine LDMOS-Struktur aufweist, gruppiert und in einem Halbleitersubstrat
auf eine Weise ausgebildet ist, um in eine Mehrzahl von Transistoren
geteilt zu sein, die parallel zu dem Strompfad elektrisch geschaltet
sind. In diesem Ausführungsbeispiel
kann jedoch eine Betriebsinformation, welche anzeigt, ob Ströme der Mehrzahl
von Transistoren zuzuführen
sind oder nicht, die den LDMOS-Bereich bilden, veränderlich
in einer Mehrzahl von Speicherzellen festgelegt werden, die einen
nicht flüchtigen
Speicherbereich innerhalb eines identischen Halbleitersubstrats
bilden. Weiterhin fließen
die Ströme
selektiv durch diejenigen Transistoren der Mehrzahl von Transistoren,
welchen die Ströme
zugeführt werden,
auf der Grundlage der festgelegten Betriebsinformation.
-
5 zeigt
ein Ersatzschaltbild, das um das Halbleitersubstrat zentriert ist,
auf welchem eine Halbleitervorrichtung verkapselt ist, und das eine
zu betreibende Last beinhaltet, während 6 schematisch
eine planare Struktur bezüglich
des LDMOS-Bereichs
zeigt, welcher in dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist.
-
Zuerst
ist, wie es in 5 gezeigt ist, das Halbleitersubstrat
C3, auf welchem die Halbleitervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels
verkapselt ist, auf eine Weise angeordnet, um sich in dem Strompfad
zu befinden, welcher sich von einer Schaltungsenergieversorgungsquelle
Vc über
die zu betreibende Last Ld zu Masse (GND) in der gleichen Weise wie
das vorhergehende Ausführungsbeispiel
ausdehnt. Das Halbleitersubstrat C3 ist grundlegend den LDMOS-Bereich 30,
welcher ein Transistorbereich ist, der die LDMOS-Struktur aufweist,
und den nicht flüchtigen
Speicherbereich 31 beinhaltend aufgebaut, welcher ein Bereich
ist, in dem die Betriebsinformation veränderlich festgelegt wird.
-
In
dem LDMOS-Bereich 30 von diesem ist der Transistor, der
die LDMOS-Struktur
aufweist, auf die gleiche Weise wie in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel
gruppiert und in dem Halbleitersubstrat C3 auf eine Weise ausgebildet,
um in zum Beispiel fünf
Transistoren L31 bis L35 geteilt zu sein, welche elektrisch parallel
zu dem Strompfad geschaltet sind. Jeder der Transistoren L31 bis
L35 weist eine Struktur auf, welche mit der LDMOS-Struktur übereinstimmt,
die zuvor in 26 beispielhaft dargelegt worden
ist, und ist eine Drainelektrode D und eine Sourceelektrode S und
eine Gateelektrode G beinhaltend aufgebaut, welche einen Strom steuert, der
zwischen der Drainelektrode D und Sourceelektrode S fließt. In den
Transistoren L31 bis L35 sind jedoch die jeweiligen Gateelektroden
G mit entsprechenden Speicherzellen M31 bis M3 verbunden, welche
den nicht flüchtigen
Speicherbereich 31 bilden, und sind die Gateelektroden
G direkt und elektrisch parallel zu einem Betriebsspannungs-Eingabeanschluss
Vin geschaltet, in welchen Betriebsspannungen eingegeben werden.
-
Daneben
sind die fünf
Speicherzellen M31 bis M35, die die gleiche Anzahl wie die der Transistoren
L31 bis L35 aufweisen, in dem nicht flüchtigen Speicherbereich 31 ausgebildet,
welcher aus einem elektrisch umschreibbaren nicht flüchtigen
Speicher (zum Beispiel einem EPROM) ebenso auf die gleiche Weise
wie in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet
ist. Ebenso weist jede der Speicherzellen M31 bis M35 grundlegend
eine MOS-Struktur auf und sie beinhaltet, wie es in 5 gezeigt
ist, eine Drainelektrode D und eine Sourceelektrode S, welche mit
dem Strompfad verbunden sind, und eine Steuergateelektrode CG, welche
auf der Grundlage der Spannung, die in Übereinstimmung mit der Betriebsinformation
angelegt ist, steuert, ob der Strom zwischen der Drainelektrode
D und der Sourceelektrode S fließt oder nicht. Weiterhin sind
die jeweiligen Drainelektroden D der Speicherzellen M31 bis M35 über eine
geeignete Verdrahtung elektrisch parallel zu dem Ende der zu betreibenden Last
Ld geschaltet, das mit der Schaltungsenergieversorgungsquelle Vc
verbunden ist, welches von dieser Schaltungsenergieversorgungsquelle
entfernt ist, und die jeweiligen Sourceelektroden S der Speicherzellen
M31 bis M35 sind mit den Drainelektroden D der entsprechenden Transistoren
L31 bis L35 verbunden.
-
Im Übrigen sind
ebenso die Steuergateelektroden CG der Speicherzellen M31 bis M35
mit einer Spannungssteuerschaltung (nicht gezeigt) auf die gleiche
Weise wie in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel verbunden. Weiterhin werden vorbestimmte
Spannungen, welche den logischen Pegeln von umschreibbaren Informationselementen von
5 Bits entsprechen, die die Betriebsinformation der Transistoren
L31 bis L35 bilden, über
die Spannungssteuerschaltung an die jeweiligen Steuergateelektroden
CG angelegt. Genauer gesagt wird eine Spannung mit einer Amplitude,
welche die entsprechende Speicherzelle zu einem Ein-Zustand bringt, an
die Steuergateelektrode CG der Speicherzelle angelegt, welche dem
Bit, das an zum Beispiel einem logischen H-(hohen)-Pegel liegt, aus den Bits entspricht,
die die Betriebsinformation bilden. Daher wird die Stromzufuhr zu
dem Transistor, der mit einer Stufe verbunden ist, die der entsprechenden
Speicherzelle nachfolgt, zugelassen. Andererseits wird eine Spannung
mit einer Amplitude, welche die entsprechende Speicherzelle zu einem
Aus-Zustand bringt, an die Steuergateelektrode CG der Speicherzelle
angelegt, die dem Bit, das an zum Beispiel einem logischen L-(niedrigen)-Pegel
liegt, aus den Bits entspricht, die die Betriebsinformation bilden.
Daher wird die Stromzufuhr zu dem Transistor, der mit einer Stufe
verbunden ist, die der entsprechenden Speicherzelle nachfolgt, unterdrückt. Auf
diese Weise arbeiten die Speicherzellen M31 bis M35, die den nicht flüchtigen
Speicherbereich 31 bilden, als Schaltelemente zum Durchführen des
Schaltens (Ein/Aus) der Transistoren L31 bis L35 auf eine Weise,
um sich zwischen Leitungen zu befinden, welche die Sourceelektroden
S der Speicherzellen M31 bis M35 und die Drainelektroden D der Transistoren
L31 bis L35, die den LDMOS-Bereich 30 bilden, koppeln,
das heisst Stromzufuhrpfade.
-
Hierbei
sind in diesem Ausführungsbeispiel, wie
die planare Struktur der Transistoren L31 bis L35 in 6 zeigt,
die einzelnen Gateelektroden G davon tatsächlich als eine einzelne Gateelektrode
G3 ausgebildet, welche allen der Kanalbereiche der Transistoren
L31 bis L35 in dem LDMOS-Bereich 30 entspricht. Andererseits
sind die einzelnen Drainelektroden (Bereiche) D der Transistoren
L31 bis L35 tatsächlich
auf eine derartige Weise ausgebildet, dass Drainkontaktabschnitte
Dc, welche aus einer Diffusionsschicht eines N-Typs und einer Diffusionsschicht einer
hohen Konzentration (N+) bestehen, die innerhalb
des Halbleitersubstrats C3 ausgebildet sind, jeweils durch die Isolationsschicht
Is getrennt. Weiterhin sind die Sourceelektroden S der Speicherzellen M31
bis M35 elektrisch mit den jeweiligen Drainkontaktabschnitten Dc,
die derart getrennt sind, über
geeignete Verdrahtungen elektrisch verbunden. Andererseits sind
die einzelnen Sourceelektroden (Bereiche) S der Transistoren L31
bis L35 tatsächlich über eine
Diffusionsschicht einer hohen Konzentration (N+),
welche in einer P-Wanne angeordnet ist, elektrisch miteinander verbunden.
Im Übrigen
werden die Sourceelektroden (Bereiche) S über eine geeignete Verdrahtung
zusammen mit einem Substratkontaktabschnitt Pc, welcher ähnlich als
eine Diffusionsschicht einer hohen Konzentration (P+)
in der P-Wanne ausgebildet ist, an Massepotential (GND) gehalten.
Auf diese Weise sind die Transistoren L31 bis L35, die den LDMOS-Bereich 30 bilden,
jeweils verbunden, um sich in dem Strompfad der zu betreibenden
Last Ld zu befinden.
-
Weiterhin
werden die Betriebsspannungen gemeinsam von dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss
Vin an die einzelnen Gateelektroden G der Transistoren L31 bis L35,
das heisst die einzelne Gateelektrode G3 angelegt, wodurch ein Kanalbereich (eine
Sperrschicht) eine Kanallänge
ChL an einem Teil direkt unter der Gateelektrode G3 ausgebildet wird.
Jedoch fließen
ungeachtet eines derartigen Ausbildens der Kanalschicht für alle Transistoren
L31 bis L35 in dem Fall, in dem die Speicherzellen M31 bis M35 selektiv
zu den Ein-Zuständen
gebracht werden, tatsächlich
Ströme
von der Schaltungsenergieversorgungsquelle Vc über lediglich die Transistoren, welche
den ausgewählten
Speicherzellen entsprechen. Auf diese Weise werden aus den Transistoren L31
bis L35 lediglich die Transistoren, in welchen die Ströme tatsächlich durch
ihre Kanalschichten geflossen sind, selektiv aktiviert. Das heisst,
in diesem Fall wird ebenso eine effektive Kanalbreite ChW zu der Zeit,
zu der die Transistoren L31 bis L35 als ein einzelner Transistor
erachtet werden, innerhalb des LDMOS-Bereichs 30 in Übereinstimmung
mit der Anzahl der aktivierten Transistoren veränderlich.
-
Als
Nächstes
wird ein Verfahren zum Festlegen der effektiven Kanalbreite ChW
zu der Zeit, zu der der LDMOS-Bereich 30 als der einzelne
Transistor erachtet wird, in der Halbleitervorrichtung beschrieben,
die aufgebaut ist, wie es zuvor erwähnt worden ist. Im Übrigen kann
ebenso das Einstellen auch nach dem Herstellen der Halbleitervorrichtung auf
die gleiche Weise wie in dem vorhergehenden ersten und anderen Ausführungsbeispielen
nach Belieben ausgeführt
werden.
-
Beim
Durchführen
des Festlegens werden die Betriebsspannungen zuerst gemeinsam von
dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin an die Gateelektroden
G (einzelne Gateelektrode G3) der Transistoren L31 bis L35 angelegt
(5), um dadurch die Kanalschicht (Sperrschicht)
an dem Teil direkt unter der Gateelektrode G3 auszubilden. Andererseits
wird die Betriebsinformation, welche anzeigt, ob die Ströme den Transistoren
L31 bis L35 zuzuführen
sind oder nicht (5), in dem nicht flüchtigen Speicherbereich 31 festgelegt.
Es ist, wie es zuvor erwähnt
worden ist, dass das Festlegen der Betriebsinformation über eine
bekannte Speichermanipulation frei geändert werden kann. Auf diese
Weise werden die vorbestimmten Spannungen, welche den logischen
Pegeln der jeweiligen Bits entsprechen, die die Betriebsinformation
bilden, an die Steuergateelektroden CG der Speicherzellen M31 bis
M35 angelegt, um dadurch diese Speicherzellen selektiv zu den Ein-Zuständen zu
bringen. Daher fließt
der Strom, der von der Speicherenergieversorgungsquelle Vc der zu
betreibenden Last Ld zuzuführen
ist, wie es in 5 gezeigt ist, zwischen den
Drainelektroden D und den Sourceelektroden S von lediglich den Speicherzellen
(Schaltelementen), die zu den Ein-Zuständen gebracht sind, und über die
Transistoren, die mit den Leitungen verbunden sind, die diesen Speicherzellen
nachfolgen, und sie führen
zu Masse (GND), während
diese jeweiligen Transistoren aktiviert werden. Weiterhin wird die
effektive Kanalbreite ChW zu der Zeit, zu der die Transistoren L31
bis L35 als der einzelne Transistor erachtet werden, innerhalb des
Halbleitersubstrats C3 in Übereinstimmung mit
der Anzahl der aktivierten Transistoren veränderlich.
-
Wie
es zuvor beschrieben worden ist, werden gemäß der Halbleitervorrichtung
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
die nachstehend aufgelisteten Vorteile erzielt.
- (1)
Die Betriebsinformation, welche anzeigt, ob die Ströme den Transistoren
L31 bis L35 zuzuführen
sind, die den LDMOS-Bereich 30 bilden, wird veränderlich
in den Speicherzellen M31 bis M35 festgelegt, die den nicht flüchtigen
Speicherbereich 31 bilden, und denjenigen Transistoren
der Transistoren L31 bis L35, welchen die Ströme zuzuführen sind, werden selektiv
Ströme
auf der Grundlage der Betriebsinformation zugeführt. Daher können auch
nach dem Herstellen der Halbleitervorrichtung die erforderlichen
Werte des Durchlasswiderstands, der Schaltzeit usw. zu der Zeit,
zu der die Transistoren L31 bis L35 als der einzelne Transistor
erachtet werden, über
den Aspekt des Stroms, der den Transistoren L31 bis L35 zugeführt wird,
festgelegt werden. Demgemäß können auch
in dem Fall, in dem zum Beispiel die Neueinstellungen der erforderlichen Werte
aufgrund der Änderungen
der Last oder dergleichen erforderlich sind, die Einstellungen und Änderungen
der erforderlichen Werte mit einem hohen Freiheitsgrad bewältigt werden.
- (2) Der LDMOS-Bereich 30 und der nicht flüchtige Speicherbereich 31 sind
auf dem identischen Halbleitersubstrat C3 ausgebildet. Daneben sind bezüglich den
Transistoren L31 bis L35, die den LDMOS-Bereich 30 bilden,
und den Speicherzellen M31 bis M35, die den nicht flüchtigen Speicherbereich 31 bilden,
viele von Halbleiterherstellungsverfahren gemeinsam und kann ein Verringern
der Herstellungsmannstunden der Halbleitervorrichtung erzielt werden.
- (3) Die Gateelektroden G der Transistoren L31 bis L35 sind als
die einzelne Gateelektrode G3 ausgebildet, welchen einer der Kanalbereiche
der Transistoren L31 bis L35 entspricht. Daher kann es weggelassen
werden, Metallverdrahtungen oder dergleichen zu legen, welche dazu
dienen, die Betriebsspannungen gemeinsam an die Gateelektroden G
der Transistoren L31 bis L35 anzulegen, so dass sowohl die Vereinfachung
der Struktur als auch die Vereinfachung des Herstellens erzielt
werden kann. Weiterhin beseitigt das Ausführungsbeispiel verglichen mit
dem Fall eines Legens der Metallverdrahtungen oder dergleichen das
Besorgnis eines Trennens usw., so dass die Halbleitervorrichtung
einer höheren
Zuverlässigkeit
realisiert werden kann. Im Übrigen
gilt dies ebenso für
die Sourceelektroden S, welche über die
Diffusionsschicht in den Transistoren L31 bis L35 elektrisch verbunden
sind.
-
(Viertes Ausführungsbeispiel)
-
Als
Nächstes
wird ein viertes Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung gemäß dieser
Erfindung unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben.
-
Ebenso
weist die Halbleitervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels einen Aufbau
auf, welcher grundlegend mit dem ersten Ausführungsbeispiel, das zuvor in den 1 und 2 gezeigt
ist, das heisst mit einem Aufbau übereinstimmt, in welchem ein
Transistor, der eine LDMOS-Struktur aufweist, in einer Halbleitervorrichtung
auf eine derartige Weise gruppiert und ausgebildet ist, dass er
in eine Mehrzahl von Transistoren geteilt ist, die zu dem Strompfad
elektrisch parallel geschaltet sind. Weiterhin kann in diesem Ausführungsbeispiel
ebenso grundlegend auf die gleiche Weise wie in dem dritten Ausführungsbeispiel
eine Betriebsinformation, welche anzeigt, ob Ströme der Mehrzahl von Transistoren
zuzuführen
sind oder nicht, die den LDMOS-Bereich bilden, in einer Mehrzahl
von Speicherzellen veränderlich
festgelegt werden, die einen nicht flüchtigen Speicherbereich innerhalb
des identischen Halbleitersubstrats bilden. Hierbei werden jedoch
die Ströme
selektiv denjenigen Transistoren der Mehrzahl von Transistoren,
welchen die Ströme
zuzuführen sind,
auf der Grundlage der festgelegten Betriebsinformation über die
Betriebe einer Mehrzahl von MOS-Transistoren zugeführt, welche
auf eine Weise, um sich in den Stromzufuhrpfaden zu befinden, mit der
Mehrzahl von Transistoren verbunden sind.
-
7 zeigt
ein Ersatzschaltbild, das um das Halbleitersubstrat zentriert ist,
auf welchem eine derartige Halbleitervorrichtung verkapselt ist,
und eine zu betreibende Last beinhaltet, während 8 schematisch
eine planare Struktur bezüglich
des LDMOS-Bereichs zeigt, welcher in dem Halbleitersubstrat ausgebildet
ist.
-
Zuerst
ist, wie es in 7 gezeigt ist, das Halbleitersubstrat
C4, auf welchem die Halbleitervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels
verkapselt ist, um sich auf die gleiche Weise wie in dem vorhergehenden
ersten Ausführungsbeispiel
in dem Strompfad zu befinden, welcher sich von einer Schaltungsenergieversorgungsquelle
Vc über
die zu betreibende Last Ld zu Masse (GND) auf die gleichen Weise wie
das vorhergehende Ausführungsbeispiel
ausgebildet. Das Halbleitersubstrat C4 ist grundlegend den LDMOS-Bereich 40,
welcher ein Transistorbereich 40 ist, der die LDMOS-Struktur
aufweist, den nicht flüchtigen
Speicherbereich 41, welcher ein Bereich ist, in dem die
Betriebsinformation veränderlich
festgelegt wird, und einen N-Kanal-MOS-Bereich 42 beinhaltend
ausgebildet, welcher auf eine Weise, um sich in den Stromzufuhrpfaden
zu befinden, mit dem LDMOS-Bereich 40 verbunden ist.
-
In
dem LDMOS-Bereich 40 von diesem ist auf die gleiche Weise
wie in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel der Transistor,
der die LDMOS-Struktur aufweist, auf eine Weise in dem Halbleitersubstrat
C4 gruppiert und ausgebildet, um in zum Beispiel fünf Transistoren
L41 bis L45 geteilt zu sein, welche elektrisch parallel zu dem Strompfad geschaltet
sind. Jeder der Transistoren L41 bis L45 weist eine Struktur auf,
die mit der LDMOS-Struktur übereinstimmt,
die zuvor in 26 beispielhaft dargelegt worden
ist, und ist aufgebaut, um eine Drainelektrode D und eine Sourceelektrode
S und eine Gateelektrode G zu beinhalten, welche einen Strom steuert,
der zwischen der Drainelektrode D und Sourceelektrode S fließt. Weiterhin
sind in den Transistoren L41 bis L45 die jeweiligen Gateelektroden
G mit den entsprechenden MOS-Transistoren verbunden, welche den
N-Kanal-MOS-Bereich 42 bilden, und sind die Gateelektroden
G direkt und elektrisch parallel zu einem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin
geschaltet, in welchen Betriebsspannungen eingegeben werden.
-
Daneben
sind die fünf
Speicherzellen M41 bis M45 in der gleichen Anzahl wie die der Transistoren
L41 bis L45 in dem nicht flüchtigen
Speicherbereich 41 ausgebildet. Ebenso weist jede der Speicherzellen
M41 bis M45 grundlegend eine MOS-Struktur auf und beinhaltet, wie
es in 7 gezeigt ist, eine Drainelektrode D und eine
Sourceelektrode S und eine Steuergateelektrode CG, welche auf der
Grundlage einer Spannung, die in Übereinstimmung mit der Betriebsinformation
anliegt, steuert, ob ein Strom zwischen der Drainelektrode D und
der Sourceelektrode S fließen
soll oder nicht. Weiterhin sind die jeweiligen Drainelektroden D
der Speicherzellen M41 bis M45 elektrisch parallel zu einer Speicherenergieversorgungsquelle
Vm geschaltet und sind die jeweiligen Sourceelektroden S der Speicherzellen
M41 bis M45 mit den Gateelektroden G der entsprechenden MOS-Transistoren
M41 bis M45 verbunden, die den N-Kanal-MOS-Bereich bilden.
-
Im Übrigen sind
die Steuergateelektroden CG der Speicherzellen M41 bis M45 auf die
gleiche Weise wie in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel
mit einer Spannungssteuerschaltung (nicht gezeigt) verbunden. Weiterhin
werden vorbestimmte Spannungen, welche den logischen Pegeln von
umschreibbaren Informationselementen von 5 Bits entsprechen, die
die Betriebsinformation der Transistoren L41 bis L45 bilden, über die
Spannungssteuerschaltung an die jeweiligen Steuergateelektroden
CG angelegt. Genauer gesagt wird eine Spannung mit einer Amplitude,
welche die entsprechende Speicherzelle zu einem Ein-Zustand bringt, an
die Steuergateelektrode CG der Speicherzelle angelegt, welche dem
Bit, das an zum Beispiel einem logischen H-(hohen)-Pegel liegt,
aus den Bits entspricht die die Betriebsinformation bilden. Andererseits
wird eine Spannung mit einer Amplitude, welche die entsprechende
Speicherzelle zu einem Aus-Zustand bringt, an die Steuergateelektrode
CG der Speicherzelle angelegt, die dem Bit, das an zum Beispiel
einem logischen L-(niedrigen)-Pegel liegt, aus den Bits entspricht,
die die Betriebsinformation bilden.
-
Daneben
sind die fünf
MOS-Transistoren N41 bis N45 in der gleichen Anzahl wie die der
Transistoren L41 bis L45 in dem N-Kanal-MOS-Bereich 42 ausgebildet.
Die jeweiligen Drainelektroden D der MOS-Transistoren N41 bis N45
sind über
eine geeignete Verdrahtung elektrisch zu dem Ende der zu betreibenden
Last Ld parallel geschaltet, das mit der Schaltungsenergieversorgungsquelle
Vc verbunden ist, welche entfernt von dieser Schaltungsenergieversorgungsquelle
ist, und die jeweiligen Sourceelektroden S der MOS-Transistoren
N41 bis N45 sind mit den Drainelektroden D der entsprechenden Transistoren
L41 bis L45 verbunden.
-
Unterdessen
sind, wie es in 7 gezeigt ist, Pulldown-Widerstände R41
bis R45 mit den Anlegeleitungen der Speicherspannungen an die jeweiligen
Gateelektroden G der MOS-Transistoren N41 bis N45, die den N-Kanal-MOS-Bereich 42 bilden,
das heisst einen gemeinsamen Knoten mit den jeweiligen Sourceelektroden
S der Speicherzellen M41 bis M45 verbunden, die den nicht flüchtigen
Speicherbereich 41 ausbilden, und diese Pulldown-Widerstände sind an
ihren Enden, die von dem gemeinsamen Knoten entfernt sind, an Masse
gelegt. In diesen Leitungen werden deshalb die Spannungsteilungswerte
(geteilten Spannungen) der Speicherspannungen auf der Grundlage
der Durchlasswiderstände
der Speicherzellen M41 bis M45 unter den entsprechenden Pulldown-Widerständen R41
bis R45 an die entsprechenden Gateelektroden G aus den MOS-Transistoren
N41 bis N45 angelegt, und die MOS-Transistoren, an welche die geteilten
Spannungen angelegt werden, werden selektiv aktiviert. Im Gegensatz dazu
werden die Leitungen, welchen den Zellen unter den Aus-Zuständen aus
den Speicherzellen M41 bis M45 entsprechen, durch die entsprechenden
Pulldown-Widerstände
auf das Massepotential (GND) festgelegt.
-
Auf
diese Weise arbeiten die Speicherzellen M41 bis M45, die den nicht
flüchtigen
Speicherbereich 21 bilden, als Schaltelemente zum Durchführen eines
Schaltens auf eine Weise, um sich in den Anlegeleitungen der Speicherspannungen
zu befinden. Das heisst, die Schaltelemente führen das Einschalten/Ausschalten
der Anlegeleitungen der Speicherspannungen, das heisst weiterhin
das Umschalten des Aktivierens/Inaktivierens der MOS-Transistoren N41
bis N45, aus. Weiterhin wird das Ein/Aus-Umschalten der Stromzufuhrpfade
zu den Transistoren L41 bis L45, die an den nachfolgenden Stufen
verbunden sind, über
die Aktivierungs/Inaktivierungs-Manipulationen
der MOS-Transistoren N41 bis N45 ausgeführt.
-
Hierbei
sind in diesem Ausführungsbeispiel, wie
die planare Struktur der Transistoren L41 bis L45 in 8 zeigt,
die einzelnen Gateelektroden G davon tatsächlich als eine einzelne Gateelektrode
G4 ausgebildet, welche allen der Kanalbereiche der Transistoren
L41 bis L45 in dem LDMOS-Bereich 40 entspricht. Andererseits
sind die einzelnen Drainelektroden (Bereiche) D der Transistoren
L41 bis L45 tatsächlich
auf eine derartige Weise ausgebildet, dass Drainkontaktabschnitte
Dc, welche aus einer Diffusionsschicht eines N-Typs und einer Diffusionsschicht einer
hohen Konzentration (N+) bestehen, die innerhalb
des Halbleitersubstrats C4 ausgebildet sind, jeweils durch Isolationsschichten
Is getrennt sind. Weiterhin sind die Sourceelektroden S der MOS-Transistoren
N41 bis N45 über
geeignete Verdrahtungen zu dem derart isolierten jeweiligen Drainkontaktabschnitt
Dc elektrisch in Reihe geschaltet. Andererseits sind die einzelnen
Sourceelektroden (Bereiche) S der Transistoren L41 bis L45 tatsächlich über eine Diffusionsschicht
einer hohen Konzentration (N+), welche in
einer P-Wanne angeordnet ist, elektrisch miteinander verbunden.
Im Übrigen
werden die Sourceelektroden (Bereiche) S über eine geeignete Verdrahtung
zusammen mit einem Substratkontaktabschnitt Bc, welcher ähnlich wie
eine Diffusionsschicht einer hohen Konzentration (P+)
in der P-Wanne ausgebildet
ist, an dem Massepotential (GND) gehalten. Auf diese Weise sind
die Transistoren L41 bis L45, die den LDMOS-Bereich 40 ausbilden,
jeweils verbunden, um sich in dem Strompfad der zu betreibenden
Last Ld zu befinden.
-
Weiterhin
werden die Betriebsspannungen gemeinsam von dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss
Vin an die einzelnen Gateelektroden G der Transistoren L41 bis L45,
das heisst die einzelne Gateelektrode G4, angelegt, wodurch eine
Kanalschicht (Sperrschicht) der Kanallänge ChL an einem Teil direkt
unter der Gateelektrode G4 ausgebildet wird. Jedoch fließen ungeachtet
eines derartigen Ausbildens der Kanalschicht für alle der Transistoren L41
bis L45 in dem Fall, in dem die MOS-Transistoren N41 bis N45 selektiv
zu den Ein-Zuständen
gebracht werden, tatsächliche
Ströme,
die von der Schaltungsenergieversorgungsquelle Vc zugeführt werden,
durch lediglich die Transistoren L41 bis L45, welche den ausgewählten MOS-Transistoren
entsprechen. Auf diese Weise werden aus den Transistoren L41 bis
L45 lediglich die Transistoren, in welchen die Ströme durch ihre
Kanalschichten tatsächlich
geflossen sind, selektiv aktiviert. Das heisst, in diesem Fall wird
ebenso eine effektive Kanalbreite ChW zu der Zeit, zu der die Transistoren
L41 bis L45 als ein einzelner Transistor erachtet werden, innerhalb
des MOS-Bereichs 40 in Übereinstimmung
mit der Anzahl der aktivierten Transistoren veränderlich.
-
Als
Nächstes
wird ein Verfahren zum Festlegen der effektiven Kanalbreite ChW
zu der Zeit, zu der der LDMOS-Bereich 40 als der einzelne
Transistor erachtet wird, in der Halbleitervorrichtung beschrieben,
die aufgebaut ist, wie es zuvor dargelegt worden ist. Im Übrigen kann
ebenso das Festlegen auch nach dem Herstellen der Halbleitervorrichtung auf
die gleiche Weise wie in den vorhergehenden ersten und anderen Ausführungsbeispielen
nach Belieben ausgeführt
werden.
-
Beim
Durchführen
des Festlegens werden die Betriebsspannungen zuerst gemeinsam von
dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin an die Gateelektroden
G (einzelne Gateelektrode G4) der Transistoren L41 bis L45 angelegt
(7), um dadurch die Kanalschicht (Sperrschicht)
an dem Teil direkt unter der Gateelektrode G4 auszubilden. Andererseits
wird die Betriebsinformation, welche anzeigt, ob die Ströme den Transistoren
L41 bis L45 zuzuführen
sind oder nicht (7), in dem nicht flüchtigen Speicherbereich 41 festgelegt.
Ebenso kann das Festlegen der Betriebsinformation über eine
bekannte Speichermanipulation frei geändert werden. Auf diese Weise
werden die vorbestimmten Spannungen, welche den logischen Pegeln
der jeweiligen Bits, die die Betriebsinformation bilden, entsprechen, an
die Steuergateelektroden CG der Speicherzellen M41 bis M45 angelegt,
um dadurch diese Speicherzellen selektiv zu den Ein-Zuständen zu
bringen. Daher fließen
die Ströme
von der Speicherenergieversorgungsquelle Vm, die in 7 gezeigt
ist, zwischen den Drainelektroden D und den Sourceelektroden S der
Speicherzellen (Schaltelemente), die zu den Ein-Zuständen gebracht
sind, auf der Grundlage der Speicherspannungen, die an die Drainelektroden D
der Speicherzellen M41 bis M45 angelegt werden, und über die
Pulldown-Widerstände,
die mit den Leitungen verbunden sind, die diesen Speicherzellen nachfolgen,
und sie werden jeweils zu Masse (GND) geführt. In den Leitungen, durch
welche die Ströme auf
diese Weise geflossen sind, werden die geteilten Spannungen der
Speicherspannungen auf der Grundlage der Durchlasswiderstände der
Speicherzellen unter den Ein-Zuständen und der Pulldown-Widerstände, die
diesen entsprechen, an die Gateelektrode G der entsprechenden MOS-Transistoren
aus den MOS-Transistoren N41 bis N45 angelegt und die MOS-Transistoren,
an welche die geteilten Spannungen angelegt worden sind, werden
aktiviert. Weiterhin fließt
der Strom, der von der Schaltungsenergieversorgungsquelle Vc der
zu betreibenden Last Ld zugeführt
wird, wie es in 7 gezeigt ist, zwischen den
Drainelektroden D und den Sourceelektroden S von lediglich den MOS-Transistoren,
die zu den Ein-Zuständen gebracht
worden sind, und über
die Transistoren, die mit den Leitungen verbunden sind, die diesen
MOS-Transistoren nachfolgen, und diese werden zu Masse (GND) geführt, während diese
jeweiligen Transistoren aktiviert werden. Weiterhin wird die effektive
Kanalbreite ChW zu der Zeit, zu der die Transistoren L41 bis L45
als der einzelne Transistor erachtet werden, innerhalb des Halbleitersubstrats
C4 in Übereinstimmung
mit der Anzahl der aktivierten Transistoren veränderlich.
-
Wie
es zuvor beschrieben worden ist, werden gemäß der Halbleitervorrichtung
gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
die nachstehend aufgelisteten Vorteile erzielt.
- (1)
Die Betriebsinformation, welche anzeigt, ob die Ströme den Transistoren
L41 bis L45 zuzuführen
sind, die den LDMOS-Bereich 40 bilden, wird in den Speicherzellen
M41 bis M45 veränderlich festgelegt,
die den nicht flüchtigen
Speicherbereich 41 bilden. Weiterhin werden diejenigen
der Transistoren L41 bis L45, welchen die Ströme zuzuführen sind, auf der Grundlage
der Betriebsinformation über
die Betriebe der MOS-Transistoren N41 bis N45, welche auf eine Weise verbunden
sind, um sich in den Strompfaden zu befinden, diesen Transistoren
L41 bis L45 selektiv zugeführt.
Daher können
auch nach dem Herstellen der Halbleitervorrichtung die erforderlichen
Werte des Durchlasswiderstands, der Schaltzeit usw. zu der Zeit,
zu der die Transistoren L41 bis L45 als der einzelne Transistor
erachtet werden, über
den Aspekt der Stromzufuhr zu den Transistoren L41 bis L45 festgelegt
werden. Demgemäß können auch
in dem Fall, in dem zum Beispiel die Neueinstellungen der erforderlichen
Werte aufgrund der Änderungen
der Last oder dergleichen erforderlich sind, die Einstellungen und Änderungen
der erforderlichen Werte mit einem hohen Freiheitsgrad bewältigt werden.
Weiterhin können
in diesem Fall aufgrund des Eingreifens der MOS-Transistoren N41
bis N45 die Gatewiderstände
der Transistoren L41 bis L45 und die Durchlasswiderstände der
Speicherzellen M41 bis M45, die die Schaltelemente bilden, anders
als in dem vorhergehenden dritten Ausführungsbeispiel unabhängig festgelegt
werden.
- (2) Der LDMOS-Bereich 40 und der nicht flüchtige Speicherbereich 41 sind
auf dem identischen Halbleitersubstrat C4 ausgebildet. Daher kann eine
Abmessungsverringerung als die Halbleitervorrichtung erzielt werden.
Daneben sind bezüglich
den Transistoren L41 bis L45, die den LDMOS-Bereich 40 bilden,
den Speicherzellen M41 bis M45, die den nicht flüchtigen Speicherbereich 41 bilden,
und den MOS-Transistoren N41 bis N45, die den N-Kanal-MOS-Bereich 42 bilden, viele
der Halbleiterherstellungsverfahren gemeinsam und kann daher die
Verringerung der Herstellungsmannstunden der Halbleitervorrichtung
erzielt werden.
-
(Fünftes
Ausführungsbeispiel)
-
Als
Nächstes
wird ein fünftes
Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung gemäß dieser
Erfindung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
-
Die
Halbleitervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels weist einen
Aufbau auf, welcher grundlegend mit dem dritten Ausführungsbeispiel übereinstimmt,
das zuvor in den 5 und 6 gezeigt
worden ist. In diesem Ausführungsbeispiel
sind jedoch Speicherzellen M31 bis M35, die einen nicht flüchtigen
Speicherbereich 31 bilden, jeweils in Transistoren L31
bis L35 eingebaut, die einen LDMOS-Bereich 30 bilden.
-
9 zeigt
schematisch ein Beispiel der seitlichen Schnittstruktur eines derartigen
LDMOS-Transistors, in welchen ein nicht flüchtiger Speicher eingebaut
ist.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird ein elektrisch umschreibbarer EPROM als der nicht flüchtige Speicher
angewendet und ist der Transistor 32, wie es in 9 gezeigt
ist, der den eingebauten Speicher aufweist, grundlegend das Halbleitersubstrat 100, eine
Gateelektrode 321, welche über eine geeignete Verdrahtung
mit einem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin verbunden ist,
eine Schwebegateelektrode 322, welche angrenzend an die
Gateelektrode 321 ausgebildet ist, einen Tunnelfilm 324, welcher
auf der Schwebegateelektrode 322 ausgebildet ist, und eine
Steuergateelektrode 323 beinhaltend aufgebaut ist, welche
auf den Tunnelfilm 324 gestapelt und ausgebildet ist und
welche über
eine geeignete Verdrahtung mit einer Spannungssteuerschaltung (nicht
gezeigt) verbunden ist, usw.
-
Hierbei
entspricht der Transistor 32, der den eingebauten Speicher
aufweist, der Speicherzelle und dem Transistor in einem Satz, wie
sie zuvor über eine
geeignete Verdrahtung miteinander verbunden sind, aus den Speicherzellen
M31 bis M35 und den Transistoren L31 bis L35, wie sie zuvor in 5 gezeigt
sind. Daneben entspricht die Gateelektrode 321 den Gateelektroden
G der Transistoren L31 bis L35, und die Steuergateelektrode 323 den
Gateelektroden G der Speicherzellen M31 bis M35.
-
Eine
Betriebsinformation, welche anzeigt, ob dem Transistor ein Strom
zuzuführen
ist oder nicht, wird für
einen derartigen Transistor 32, der einen eingebauten Speicher
aufweist, über
den Betrieb der Spannungssteuerschaltung festgelegt. Genauer gesagt
wird eine Spannung an einer vorbestimmten Amplitude, die höher als
Masse (GND) ist, wie es einem Bit, welches an einem logischen H-(hohen)-Pegel (an
welchem der Strom zuzuführen
ist) leigt, aus den einzelnen Bits entspricht, die die Betriebsinformation
bilden, von der Spannungssteuerschaltung der Steuergateelektrode 323 des
Transistors 32 zugeführt,
der den eingebauten Speicher aufweist. Daher werden Elektronen,
die in der Schwebegateelektrode 322 vorhanden sind, über den
Tunnelfilm 324 auf die Seite der Steuergateelektrode 323 gezogen und
wird der Transistor 32, der den eingebauten Speicher aufweist,
zu einem Ein-Zustand gebracht. Andererseits wird eine Spannung an
einer vorbestimmten Amplitude, die niedriger als Masse (GND) ist,
wie es einem Bit, welches an einem logischen (L) niedrigen Pegel
(an welchem der Strom nicht zuzuführen ist) liegt, aus den Bits
entspricht, die die Betriebsinformation bilden, durch die Spannungssteuerschaltung
an die Steuergateelektrode 323 des Transistors 32 angelegt,
der den eingebauten Speicher aufweist. Daher werden Elektronen über den
Tunnelfilm 324 von der Steuergateelektrode 323 auf
die Seite der Schwebegateelektrode 322 injiziert und wird der
Transistor 32, der den eingebauten Speicher aufweist, zu
einem Aus-Zustand gebracht. Auf diese Weise arbeitet der Transistor 32,
der die Funktionen eines eingebauten Speichers aufweist, als ein
Schaltelement, dessen Ein/Aus-Zustände jeweils in Übereinstimmung
mit den logischen Pegeln der Bits, die die Betriebsinformation bilden,
umgeschaltet werden.
-
Als
Nächstes
wird ein Verfahren zum Einstellen einer effektiven Kanalbreite zu
der Zeit, zu der der LDMOS-Bereich als ein einzelner Transistor
erachtet wird, in der Halbleitervorrichtung beschrieben, die wie
zuvor dargelegt aufgebaut ist. Im Übrigen ist es, wie es zuvor
dargelegt worden ist, dass das Festlegen auch nach dem Herstellen
der Halbleitervorrichtung nach Belieben ausgeführt werden kann.
-
Beim
Durchführen
des Festlegens werden zuerst vorbestimmte Betriebsspannungen von
dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin an die Gateelektroden 321 der
Transistoren angelegt, wodurch Kanalschichten (Sperrschichten) an
den Teilen von Kanalbereichen 102 direkt unter den Gateelektroden 321 ausgebildet
werden. Die derart ausgebildeten Kanalschichten liegen in Berührung mit
Sourcebereichen 104 und sind deshalb elektrisch verbunden,
wohingegen sie nicht in Berührung
mit einem Drainbereich 101 liegen und nicht elektrisch
verbunden sind.
-
Unterdessen
wird die Spannungssteuerschaltung betrieben, wodurch das Ein/Ausschalten der
jeweiligen Bits der Betriebsinformation auf der Grundlage der Austauschvorgänge der
Elektronen über
die Tunnelfilme 324 zwischen den Steuergateelektroden 323 und
den Schwebegateelektroden 322 wie sie Potentialen entsprechen,
die an die Steuergateelektroden 323 angelegt werden, festgelegt
werden. Unter diesem Zustand werden, wenn die Transistoren 32,
die die eingebauten Speicher aufweisen, zu den Ein-Zuständen gebracht
werden, Kanalschichten (Sperrschichten) an den Teilen der Kanalbereiche 102 direkt
unter den Schwebegateelektroden 322 ausgebildet. Die derart
ausgebildeten Kanalschichten liegen in Berührung mit dem Drainbereich 101 und
den vorhergehenden Kanalschichten, die an den Teilen direkt unter
den Gateelektroden 321 ausgebildet sind, und sie sind deshalb
elektrisch verbunden.
-
Auf
diese Weise fließt,
wenn vorbestimmte Spannungen jeweils selektiv an die Steuergateelektroden 323 der
Transistoren 32 angelegt werden, die die eingebauten Speicher
aufweisen, und gemeinsam an die Gateelektroden 321 der
Transistoren, ein Strom, der von einer Schaltungsenergieversorgungsquelle
Vc zugeführt
wird, lediglich zwischen dem Drainbereich 101 und Sourcebereichen 104 der Transistoren 32,
die den eingebauten Speicher aufweisen, unter den Ein-Zuständen und
er wird zu Masse (GND) geführt.
Auf diese Weise wird die effektive Kanalbreite zu der Zeit, zu der
die Transistoren als der einzelne Transistor erachtet werden, innerhalb des
Halbleitersubstrats in Übereinstimmung
mit der Anzahl der Transistoren, welche selektiv aktiviert werden,
auf der Grundlage der Betriebsinformation der Transistoren veränderlich
gemacht, die in dem nicht flüchtigen
Speicherbereich festgelegt ist.
-
Vorteile,
die äquivalent
zu denjenigen des dritten Ausführungsbeispiels
sind, werden ebenso durch die Halbleitervorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
erzielt, das zuvor beschrieben worden ist.
-
Im Übrigen kann
das fünfte
Ausführungsbeispiel
ebenso durch eine zweckmäßige Änderung
in zum Beispiel einem nachstehend dargelegten Aspekt durchgeführt werden.
-
In
dem fünften
Ausführungsbeispiel
ist die Kanalschicht an dem Teil des Kanalbereichs 102 direkt
unter der Schwebegateelektrode 322 auf der Grundlage der
Austauschvorgänge
der Elektronen über
den Tunnelfilm 324 zwischen der Steuergateelektrode 323 und
der Schwebegateelektrode 322 ausgebildet worden, aber ein
Kanal zum Ausbilden der Kanalschicht ist nicht auf diesen Aspekt
beschränkt.
Wie es in 10 als eine Figur gezeigt ist, die 9 entspricht,
ist die Steuergateelektrode 323a eines Transistors 32a,
der einen eingebauten Speicher aufweist, auf eine Schwebegateelektrode 322a gestapelt
und ausgebildet, um das Eckteil der Schwebegateelektrode 322a zu
bedecken. Weiterhin wird das Einschalten/Ausschalten von jedem Bit
einer Betriebsinformation unter Verwendung einer Konzentration eines
elektrischen Felds an dem Eckteil der Schwebegateelektrode 322a einem
Potential, das an die Steuergateelektrode 323a angelegt
ist, entsprechend über
den Betrieb einer Spannungssteuerschaltung festgelegt. Auf diese
Weise werden ebenso Vorteile, die zu denjenigen des vorhergehenden
fünften
Ausführungsbeispiels,
das heisst des dritten Ausführungsbeispiels, äquivalent
sind, erzielt.
-
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
-
Als
Nächstes
wird ein sechstes Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung gemäß dieser
Erfindung unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
-
Die
Halbleitervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels weist einen
Aufbau auf, welcher grundlegend mit dem vierten Ausführungsbeispiel übereinstimmt,
das zuvor in den 7 und 8 gezeigt
worden ist. In diesem Ausführungsbeispiel
sind jedoch MOS-Transistoren N41 bis N45, die einen N-Kanal-MOS 42 bilden,
jeweils in Transistoren L41 bis L45 eingebaut, die einen LDMOS-Bereich 40 bilden.
-
11 zeigt
schematisch ein Beispiel der seitlichen Schnittstruktur eines derartigen
Transistors.
-
Wie
es in 11 gezeigt ist, ist der Transistor 43,
der einen derartigen eingebauten MOS-Transistor aufweist, grundlegend
auf dem Halbleitersubstrat 100 eine Gateelektrode 431,
welche mit einem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin durch eine
geeignete Verdrahtung verbunden ist, eine Gateelektrode 433,
welche angrenzend an die Gateelektrode 431 ausgebildet
ist und welche durch eine geeignete Verdrahtung mit einem Speicherbereich 41 (nicht
gezeigt) verbunden ist, usw. beinhaltend aufgebaut.
-
Hierbei
entspricht der Transistor 43 dem MOS-Transistor und dem
Transistor in einem Satz, wie sie durch eine geeignete Verdrahtung
miteinander verbunden sind, aus den MOS-Transistoren N41 bis N45
und den Transistoren L41 bis L45, die zuvor in 7 gezeigt
worden sind. Daneben entspricht die Gateelektrode 431 den
Gateelektroden G der Transistoren L41 bis L45 und die Gateelektrode 433 den Gateelektroden
G der MOS-Transistoren N41 bis N45. Auf diese Weise ist der Transistor 43 als
ein Transistor ausgebildet, welcher den Kanalbereich der Transistoren
L41 bis L45 und den Kanalbereich der MOS-Transistoren N41 bis N45
gemeinsam verwendet.
-
Als
Nächstes
wird ein Verfahren zum Festlegen einer effektiven Kanalbreite zu
der Zeit, zu der der LDMOS-Bereich als ein einzelner Transistor
erachtet wird, in der auf diese Weise aufgebauten Halbleitervorrichtung
beschrieben. Im Übrigen
kann das Festlegen auch nach dem Herstellen der Halbleitervorrichtung
nach Belieben ausgeführt
werden.
-
Beim
Durchführen
des Festlegens werden zuerst vorbestimmte Betriebsspannungen von
dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin an die Gateelektroden 431 der
Transistoren 43 angelegt, wodurch Kanalschichten (Sperrschichten)
an den Teilen von Kanalbereichen 102 direkt unter den Gateelektroden 431 ausgebildet
werden. Im Übrigen
liegen die derart ausgebildeten Kanalschichten in Berührung zu
Sourcebereichen 104 und sind elektrisch verbunden, wohingegen
sie nicht in Berührung
mit einem Drainbereich 101 liegen und nicht elektrisch
verbunden sind. Jedoch werden in dem Fall, in dem die Speicherzellen
M41 bis M45, die den nicht flüchtigen Speicherbereich 41 bilden
(7), eingeschaltet werden, Kanalschichten (Sperrschichten)
an den Teilen der Kanalbereiche 102 direkt unter den Gateelektroden 433 ausgebildet,
und daher sind sie mit den vorhergehenden Kanalschichten verbunden,
die direkt unter den Gateelektroden 431 ausgebildet sind. Das
heisst, der Drainbereich 101 und die Sourcebereiche 104 sind über die
ausgebildeten Kanalschichten elektrisch verbunden.
-
Auf
diese Weise fließt,
wenn vorbestimmte Spannungen jeweils selektiv an die Speicherzellen angelegt
werden, die den nicht flüchtigen
Speicherbereich 41 bilden, und den Gateelektroden 431 der Transistoren
gemeinsam sind, ein Strom, der von einer Schaltungsenergieversorgungsquelle
Vc zugeführt
wird, lediglich zwischen dem Drainbereich 101 und Sourcebereichen 104 der
Transistoren 43 unter den Ein- Zuständen
und er wird zu Masse (GND) geführt.
Auf diese Weise wird die effektive Kanalbreite zu der Zeit, zu der
die Transistoren als der einzelne Transistor erachtet werden, in Übereinstimmung
mit der Anzahl der Transistoren veränderlich gemacht, welche auf
der Grundlage der Betriebsinformation der Transistoren selektiv
aktiviert werden, die in dem nicht flüchtigen Speicherbereich veränderlich
festgelegt ist.
-
Vorteile,
die äquivalent
zu denjenigen des vierten Ausführungsbeispiels
sind, werden ebenso durch die Halbleitervorrichtung gemäß dem zuvor
beschriebenen sechsten Ausführungsbeispiel
erzielt.
-
Weiterhin
sind in der Halbleitervorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel
nach dem Ausbilden von allen zweiten Gateelektroden 433 die entsprechenden
ersten Gateelektroden 431 ausgebildet worden, um teilweise
die zweiten Gateelektroden 433 zu überlappen, so dass Erhöhungen der Schwellwertspannung
und des Durchlasswiderstands des Transistors 43 unterdrückt werden
können.
-
Genauer
gesagt müssen
in diesem Ausführungsbeispiel
Spannungen, die zueinander unterschiedlich sind, der ersten Gateelektrode 431 und
der zweiten Gateelektrode 433 zugeführt werden, welche angrenzend
ausgebildet sind. Deshalb müssen
beide der Gateelektrode 431 und 433 in einem elektrisch dazwischen
offenen Zustand gehalten werden. Als ein Verfahren zum Trennen der
Gateelektroden 431 und 433 wird zum Beispiel ein
Verfahren berücksichtigt,
bei welchem die Gateelektrode 107, die in 26 geteilt
ist, durch Ätzen
oder dergleichen passend in die erste Gateelektrode und die zweite
Gateelektrode geteilt wird. Bei diesem Verfahren sind jedoch, wenn
die erste Gateelektrode und die zweite Gateelektrode übermäßig beabstandet
sind, die durch die beiden Gateelektroden in der P-Wanne 102 ausgebildeten
Kanalschichten nicht verbunden und wird der Transistor schwierig
einzuschalten. Deshalb müssen
in dem Fall, in dem die erste Gateelektrode und die zweite Gateelektrode
durch ein derartiges Verfahren ausgebildet werden und in dem sie übermäßig beabstandet
sind, hohe Spannungen in Übereinstimmung
mit dem wesentlichen Abstand zwischen beiden der Gateelektroden
angelegt werden. Dies ist äquivalent
zu einem Betreiben eines Transistors, welcher mit dicken Gateisolationsfilmen
ausgebildet ist, und die Erhöhungen
der Schwellwertspannung und des Durchlasswiderstands des Transistors gehen
damit einher.
-
In
dieser Hinsicht ist gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
die erste Gateelektrode 431 ausgebildet, um teilweise die
zweite Gateelektrode 433 zu überlappen, so dass der Abstand
zwischen der ersten Gateelektrode 431 und der zweiten Gateelektrode 433 die
Dicke des Isolationsfilms ILD wird und schmaler als der Abstand
der Gateelektroden wird, der durch das vorhergehende Verfahren ausgebildet wird.
Deshalb sind auch dann, wenn die Spannungen, welche an die jeweiligen
Gateelektroden 431 und 433 angelegt werden, niedrig
sind, die Kanalschichten, welche durch beide der Gateelektroden 431 und 433 ausgebildet
werden, verbunden und daher können
die Erhöhungen
der Schwellwertspannung und des Durchlasswiderstands unterdrückt werden.
-
Im Übrigen kann
das sechste Ausführungsbeispiel
ebenso durch eine zweckmäßige Änderung zum
Beispiel eines nachstehend erläuterten
Aspekts durchgeführt
werden.
-
In
dem sechsten Ausführungsbeispiel
ist jede erste Gateelektrode 431 ausgebildet worden, um
teilweise die entsprechende zweite Gateelektrode 433 zu überlappen.
Wie es in 12 gezeigt ist, kann jedoch
jede zweite Gateelektrode 433b ebenso ausgebildet werden,
um teilweise eine entsprechende erste Gateelektrode 431a zu überlappen.
Auf diese Weise werden ebenso Vorteile, die zu denjenigen des vorhergehenden
sechsten Ausführungsbeispiels,
das heisst, des vierten Ausführungsbeispiels, äquivalent
sind, erzielt und können
Erhöhungen
der Schwellwertspannung und des Durchlasswiderstands von jedem Transistor 43a unterdrückt werden.
-
In
dem sechsten Ausführungsbeispiel
sind die erste Gateelektrode 431 und die zweite Gateelektrode 433 ausgebildet
worden, um teilweise eine über die
andere zu überlappen.
Wie es in 13 gezeigt ist, können jedoch,
wenn die erste Gateelektrode 431b und die zweite Gateelektrode 433b jedes
Transistors 43b mit einem ausreichend kurzen Abstand ausgebildet
werden können,
beide der Gateelektroden 431b und 433b ebenso
ausgebildet werden, um nicht zu überlappen. Gemäß diesem
Aspekt können die
Gateelektroden 431b und 433b in einer Schicht, anders
ausgedrückt
zu einer Zeit, ausgebildet werden, so dass die Anzahl von Verarbeitungsschritten verringert
werden kann, um ein Verfahren zu vereinfachen.
-
Weiterhin
kann zusätzlich
zu dem Aufbau von 13 eine Diffusionsschicht 434 eines
N-Typs ebenso in der P-Wanne 102 in Übereinstimmung mit dem Spalt
zwischen der ersten Gateelektrode 431b und der zweiten
Gateelektrode 433b ausgebildet werden, wie es in 14 gezeigt
ist. Die Störstellenkonzentration
der Diffusionsschicht 434 wird beispielhaft gleich der
Konzentration (N+) des Sourcebereichs 104 gemacht.
Bei einem derartigen Aufbau sind auch dann, wenn die erste Gateelektrode 431b und
die zweite Gateelektrode 433b nicht mit einem ausreichend
kleinen Abstand ausgebildet sind, Kanalbereiche, welche jeweils
durch die ersten und zweiten Gateelektroden 431b und 433b ausgebildet sind,
durch die Diffusionsschicht 434 verbunden, so dass jeder
Transistor 43c durch niedrige Gatespannungen eingeschaltet
werden kann, und Erhöhungen der
Schwellwertspannung und des Durchlasswiderstands des Transistors
können
unterdrückt
werden.
-
In
jedem des sechsten Ausführungsbeispiels und
der Ausgestaltungen sind die erste Gateelektrode 431 oder
dergleichen mit dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin verbunden gewesen und
ist die zweite Gateelektrode 433 oder dergleichen mit dem
Speicherbereich 41 verbunden gewesen. Es ist jedoch ebenso
zulässig,
dass die erste Gateelektrode 431 oder dergleichen mit dem Speicherbereich 41 verbunden
ist und dass die zweite Gateelektrode 433 oder dergleichen
mit dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin verbunden ist. Daneben
können
sie ebenso mit der Energieversorgungsquellenschaltung (Spannungssteuerschaltung),
welche mit diesen Transistoren auf dem Substrat ausgebildet ist,
auf die gleiche Weise wie in dem fünften Ausführungsbeispiel verbunden sein.
Es versteht sich, dass Vorteile, die zu denjenigen des sechsten
Ausführungsbeispiels äquivalent
sind, auch bei diesen Aufbauten erzielt werden.
-
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
-
Als
Nächstes
wird ein siebtes Ausführungsbeispiel
einer Halbleitervorrichtung gemäß dieser
Erfindung unter Bezugnahme auf die 15A und 15B beschrieben.
-
15A zeigt schematisch ein Beispiel der seitlichen
Schnittstruktur eines Transistors 45, welcher in der Halbleitervorrichtung
dieses Ausführungsbeispiels
ausgebildet ist. Der Transistor 45 wird an den Transistoren
L11 bis L15, L21 bis L25, L31 bis L35 und L41 bis L45 angewendet,
welche in den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen die LDMOS-Bereiche 10 bis 40 bilden.
-
Wie
es in 15A gezeigt ist, beinhaltet
der Transistor 45 grundlegend auf einem Halbleitersubstrat 100 eine
Gateelektrode 451, die eine erste Steuerelektrode ist,
welche durch eine geeignete Verdrahtung mit einem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss
Vin verbunden ist, und eine Steuerelektrode 452, die eine
zweite Steuerelektrode ist, welche angrenzend an die Gateelektrode 451 ausgebildet
ist und welche mit einer Spannungssteuerschaltung (nicht gezeigt)
durch eine geeignete Drahtung verbunden ist. Das heisst, der Transistor 45 dieses
Ausführungsbeispiels
ist derart, dass eine Gateelektrode, welche sich von einem Sourcebereich 104 zu
einem Feldoxidfilm 106 ausdehnend ausgebildet ist, in die
Gateelektrode 451 und die Steuerelektrode 452 geteilt
ist. Weiterhin ist die Gateelektrode 451 ausgebildet, um
teilweise die Steuerelektrode 452 zu überlappen.
-
Weiterhin
ist ein Kanalbereich 102a auf eine derartige Weise ausgebildet,
dass die Länge
von diesem in der Richtung des Strompfads zwischen dem Sourcebereich 104 und
einem Drainbereich 101 (einem Drainkontaktabschnitt 105)
kürzer
als in dem sechsten Ausführungsbeispiel
ist. Daneben ist die Gateelektrode 451 ausgebildet, um
einen Bereich zu bedecken, welcher sich von dem Sourcebereich 104 zu
dem Drainbereich 102 ausdehnt, und ist die Steuerelektrode 452 ausgebildet,
um den oberen Teil des Drainbereichs 101 zu bedecken.
-
Als
Nächstes
wird die Funktionsweise des derart aufgebauten Transistors 45 beschrieben.
-
Die
Gateelektrode 451, die den Kanalbereich 102a bedeckt,
bildet eine Kanalschicht (Sperrschicht) in dem Kanalbereich 102a auf
der Grundlage einer vorbestimmten Betriebsspannung aus, die an dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss
Vin angelegt ist. Im Übrigen
verbindet die derart ausgebildete Kanalschicht den Sourcebereich 104 und
den Drainbereich 101 elektrisch. Demgemäß bildet die Gateelektrode 451,
welche ausgebildet ist, um den Kanalbereich 102a zu bedecken,
einen MOS-Transistor eines N-Typs zusammen mit dem Sourcebereich 104 und dem
Drainbereich 102 aus. Der MOS-Transistor wird durch die
vorbestimmte Betriebsspannung ein/ausgeschaltet, welche von dem
Betriebsspannungs-Eingangsanschluss Vin an die Gateelektrode 451 angelegt
wird.
-
Die
Steuerelektrode 452, welche den oberen Teil des Drainbereichs 101 bedeckt,
liegt diesem Drainbereich über
einen Isolationsfilm ILD gegenüber
und wirkt als ein Kondensator. Deshalb wird, wenn eine Plusspannung
an die Steuerelektrode 452 angelegt wird, eine Ladungs-Akkumulationsschicht, in
welcher Elektronen akkumuliert werden, in dem Drainbereich 101 der
Steuerelektrode 452 gegenüberliegend ausgebildet.
-
Der
Drainbereich 101 wird im Allgemeinen auf eine niedrige
Störstellenkonzentration
festgelegt, um eine Spannungsfestigkeit sicherzustellen, und er weist
einen hohen Widerstand auf, so dass der Strom hauptsächlich über die
Ladungs-Akkumulationsschicht
fließt.
Die Menge der Elektronen, welche in der Ladungs-Akkumulationsschicht akkumuliert werden,
entspricht der Spannung, die an die Steuerelektrode 452 angelegt
wird, und weiterhin fließt
der Strom, welcher der Menge der akkumulierten Elektronen entspricht.
Deshalb kann die Einfachheit des Stromflusses, das heisst ein Widerstandswert,
durch die Spannung gesteuert werden, welche an die Steuerelektrode 452 angelegt
wird. Weiterhin wirkt der Widerstandswert der Ladungs-Akkumulationsschicht zu
der Zeit des Einschaltens des MOS-Transistors, welcher durch die
Gateelektrode 451 gesteuert wird. Das heisst, der Transistor 45 wirkt
als der MOS-Transistor und ein veränderlicher Widerstand ist in
Reihe zu diesem Transistor geschaltet, wie es in 15B gezeigt ist. Daneben kann der Durchlasswiderstand des
Transistors 45 durch die Spannung geändert werden, welche an die
Steuerelektrode 452 angelegt wird. Deshalb kann der Durchlasswiderstandswert durch
Anwenden des Transistors 45 in diesem Ausführungsbeispiel
genauer als in einem Beispiel gesteuert werden, in welchem eine
Mehrzahl von MOS-Transistoren parallel geschaltet sind und in welchem
ein Durchlasswiderstandswert in Übereinstimmung
mit der Anzahl der Transistoren und den Ein/Aus-Zuständen festgelegt
wird.
-
Im Übrigen können ein
Potential, das an den Sourcebereich 104 angelegt wird (das
Massepotential (GND) in 15A),
und ein konstantes Pluspotential als Potentiale angewendet werden,
welche an die Steuerelektrode 452 angelegt werden. Mit
dem Sourcepotential und dem Massepotential wird die Ladungs-Akkumulationsschicht
nicht ausgebildet, so dass ein großer Widerstandswert (hoher
Widerstand) hervorgebracht wird, und in dem Fall eines Anlegens der
Plusspannung die Ladungs-Akkumulationsschicht ausgebildet wird,
und ein kleiner Widerstandswert (niedriger Widerstand) hervorgebracht wird.
-
Wie
es zuvor beschrieben worden ist, werden gemäß der Halbleitervorrichtung
gemäß dem siebten
Ausführungsbeispiel
die nachstehend aufgelisteten Vorteile erzielt.
- (1)
In dem Transistor 45 ist die Gateelektrode, welche ausgebildet
worden ist, um sich von dem Sourcebereich 104 zu dem Feldoxidfilm 106 auszudehnen,
in die Gateelektrode 451, welche den Bereich bedeckt, welcher
sich von dem Sourcebereich 104 zu dem Drainbereich 101 ausdehnt,
und die Steuerelektrode 452 geteilt worden, welche den
oberen Teil des Drainbereichs 101 bedeckt. Dieser Transistor
wird äquivalent
zu der Struktur, in welcher der MOS-Transistor und der veränderliche
Widerstand in Reihe geschaltet sind. Demgemäß wird die vorbestimmte Betriebsspannung, die
von dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss
Vin angelegt wird, an die Gateelektrode 451 angelegt, und
wird die vorbestimmte Spannung an die Steuerelektrode 452 angelegt,
wodurch der Durchlasswiderstandswert zwischen dem Sourcebereich 104 und
dem Drainkontaktabschnitt 105 genau gesteuert werden kann.
- (2) Da die Steuerelektrode 452 nicht direkt sachdienlich
bezüglich
den Ein/Aus-Betrieben
des Transistors 45 ist, wird dieser Transistor 45 im Wesentlichen
durch die Spannung ein/ausgeschaltet, die an die Gateelektrode 451 angelegt wird.
Weiterhin kann, da der gegenüberliegende Bereich
zwischen der ersten Gateelektrode 451 und dem Drainbereich
kleiner als in dem Transistor im Stand der Technik wird, daher eine parasitäre Kapazität verkleinert
werden.
- (3) Die Gateelektrode 451 ist ausgebildet worden, um
teilweise die Steuerelektrode 452 zu bedecken. Auf die
gleiche Weise wie in dem sechsten Ausführungsbeispiel kann daher eine
Erhöhung des
Durchlasswiderstands des Transistors 45 unterdrückt werden.
Genauer gesagt müssen
die Gateelektrode 451 und die Steuerelektrode 452 elektrisch
getrennt sein (in einem offenen Zustand gebracht sein). Deshalb
wird, wenn die Gateelektrode 451 und die Steuerelektrode 452 übermäßig beabstandet
sind, ein Teil eines hohen Widerstands zwischen der Kanalschicht,
die durch die Gateelektrode 451 ausgebildet ist, und der
Ladungs-Akkumulationsschicht
ausgebildet, die durch die Steuerelektrode 452 ausgebildet
ist, und der Durchlasswiderstandswert, welcher von der Steuerelektrode 452 gesteuert
wird, wird schwierig bezüglich
eines Beitragens zu dem Betrieb des Transistors 45, so
dass die Erhöhung des
Durchlasswiderstands einhergeht.
-
In
dieser Hinsicht wird gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
die Gateelektrode 451 ausgebildet, um teilweise die Steuerelektrode 452 zu überlappen, so
dass der Abstand zwischen der Gateelektrode 451 und der
Steuerelektrode 452 die Dicke des Isolationsfilms LID wird
und schmaler als der Abstand der Elektroden wird, die durch Ätzen oder
dergleichen zweckdienlich ausgebildet werden. Deshalb wird der Teil
des hohen Widerstands nicht ausgebildet oder wird klein, so dass
die Erhöhung
des Durchlasswiderstands unterdrückt
werden kann.
-
Im Übrigen kann
das siebte Ausführungsbeispiel
ebenso durch eine zweckmäßige Änderung zum
Beispiel eines nachstehend erläuterten
Aspekts durchgeführt
werden.
-
In
dem siebten Ausführungsbeispiel
ist die Gateelektrode 451 ausgebildet worden, um teilweise die
Steuerelektrode 452 zu überlappen.
Wie es in 16 gezeigt ist, kann jedoch
eine Steuerelektrode 452a ebenso ausgebildet werden, um
teilweise eine Gateelektrode 451a zu überlappen. Auf diese Weise werden
ebenso Vorteile, die zu denjenigen des vorhergehenden siebten Ausführungsbeispiels äquivalent
sind, erzielt und kann eine Erhöhung
des Durchlasswiderstands eines Transistors 45a unterdrückt werden.
-
In
dem siebten Ausführungsbeispiel
sind die Gateelektrode 451 und die Steuerelektrode 452 ausgebildet
worden, um teilweise eine über
die andere zu überlappen.
Wie es in 17 gezeigt ist, können jedoch,
wenn die Gateelektrode 451b und die Steuerelektrode 452b eines
Transistors 45b mit einem ausreichend kleinen Abstand ausgebildet
werden können,
diese ebenso ausgebildet werden, um nicht zu überlappen. Gemäß diesem
Aspekt können
die Gateelektrode 451b und die Steuerelektrode 452b in
einer Schicht, anders ausgedrückt
zu der gleichen Zeit, ausgebildet werden, so dass die Anzahl von
Verarbeitungsschritten verringert werden kann, um ein Verfahren
zu vereinfachen.
-
Weiterhin
kann zusätzlich
zu dem Aufbau von 17 eine Diffusionsschicht 434 eines
N-Typs in der P-Wanne 102 in Übereinstimmung mit dem Spalt
zwischen der Gateelektrode 451b und der Steuerelektrode 452b ausgebildet
werden, wie es in 18 gezeigt ist. Die Störstellenkonzentration
der Diffusionsschicht 434 wird beispielhaft gleich der Konzentration
(N+) des Sourcebereichs 104 gemacht.
Bei einem derartigen Aufbau werden auch dann, wenn die Gateelektrode 451b und
die Steuerelektrode 452b mit einem ausreichend kleinen
Abstand ausgebildet werden, eine Kanalschicht, welche durch die
Gateelektroden 451 ausgebildet wird, und eine Ladungs-Akkumulationsschicht,
welche durch die Steuerelektrode 452 ausgebildet wird,
durch die Diffusionsschicht 434 verbunden, so dass eine
Erhöhung
des Durchlasswiderstands des Transistors unterdrückt werden kann.
-
Im Übrigen können die
vorhergehenden Ausführungsbeispiele
ebenso über
geeignete Änderungen
zum Beispiel von nachstehend erläuterten
Aspekten durchgeführt
werden.
-
In
jedem der dritten bis siebten Ausführungsbeispiele sind die Drainelektroden
der Transistoren L31 bis L35 oder L41 bis L45 auf eine Weise ausgebildet
worden, um elektrisch getrennt zu sein, und sind die Sourceelektroden
S der Transistoren L31 bis L35 oder L41 bis L45 auf eine Weise ausgebildet worden,
um über
die Diffusionsschicht S (N+), die innerhalb
des Halbleitersubstrats C3 oder C4 ausgebildet ist, elektrisch verbunden
zu sein. Im Gegensatz dazu ist es ebenso zulässig, dass die Sourceelektroden
S der Transistoren L31 bis L35 oder L41 bis L45 auf eine Weise ausgebildet
sind, um elektrisch getrennt zu sein, und dass die Drainelektroden
D der Transistoren L31 bis L35 oder L41 bis L45 auf eine Weise ausgebildet
sind, um über
die Diffusionsschicht Dc (N+), die innerhalb
des Halbleitersubstrats C3 oder C4 ausgebildet ist, elektrisch verbunden
zu sein. Kurz gesagt kann der Vorteil (3) des vorhergehenden
dritten Ausführungsbeispiels
ebenso erzielt werden, wenn die einzelnen Gateelektroden G als die einzelne
Gateelektrode ausgebildet sind, woraufhin entweder Elektroden der
Drainelektroden D und der Sourceelektroden S auf eine Weise ausgebildet
sind, um elektrisch getrennt zu sein, oder die anderen Elektroden
auf eine Weise ausgebildet sind, um über die Diffusionsschicht,
die innerhalb des Halbleitersubstrats ausgebildet ist, elektrisch
verbunden zu sein.
-
Daneben
ist es ebenso zulässig,
dass derartige Transistoren Ln1 bis Ln5 auf eine gruppierte Weise
jeweils isoliert sind, wie es beispielhaft in 19 gezeigt
ist, woraufhin sie auf einem Halbleitersubstrat C5 gruppiert und
ausgebildet sind, und dass Gateelektroden, die die Transistoren
Ln1 bis Ln5 bilden und irgendwelche Elektroden von ähnlichen
Drainelektroden und Sourceelektroden durch Verdrahtungen jeweils
elektrisch verbunden sind. Alternativ ist es ebenso zulässig, dass
Transistoren L1 bis L9 jeweils auf eine Matrixweise isoliert sind,
wie es beispielhaft in 20 gezeigt ist, woraufhin sie
auf einem Halbleitersubstrat C6 gruppiert und ausgebildet sind,
und dass Gateelektroden, die die Transistoren L1 bis L9 bilden,
und irgendwelche Elektroden von ähnlichen
Drainelektroden und Sourceelektroden durch Verdrahtungen jeweils
elektrisch verbunden sind. Eine derartige Struktur ist komplizierter
und erhöht
daher die Herstellungsmannstunden, aber es wird zum Zwecke eines
Stabilisierens der jeweiligen Charakteristiken der Mehrzahl von
geteilten Transistoren eine erwünschte
Struktur. Weiterhin wird in diesem Fall der Freiheitsgrad betreffend
der Gruppe der Mehrzahl von Transistoren erhöht.
-
In
jedem der dritten bis siebten Ausführungsbeispiele ist der nicht
flüchtige
Speicherbereich 31 in dem Halbleitersubstrat C3 ausgebildet
worden, das mit dem LDMOS-Bereich 30 ausgebildet ist, oder
ist der nicht flüchtige
Speicherbereich 41 in dem Halbleitersubstrat C4 ausgebildet
worden, das mit dem LDMOS-Bereich 40 und dem N-Kanal-MOS-Bereich 42 ausgebildet
ist, aber dieser Aufbau ist nicht beschränkend. Die Speicherzellen M31
bis M35, die den nicht flüchtigen
Speicherbereich 31 bilden, können ebenso auf einem getrennten
Halbleitersubstrat ausgebildet sein und mit den Transistoren L31
bis L35, die den LDMOS-Bereich 30 bilden durch zum Beispiel
metallische Verdrahtungen mit den Transistoren L31 bis L35 verbunden
sein. Alternativ können die
Speicherzellen M41 bis M45, die den nicht flüchtigen Speicherbereich 41 bilden,
und die MOS-Transistoren N41 bis N45, die den N-Kanal-MOS-Bereich 42 bilden,
ebenso auf einem getrennten Halbleitersubstrat ausgebildet sein
und mit den Transistoren L41 bis L45, die den LDMOS-Bereich 40 bilden,
der in dem Halbleitersubstrat C4 ausgebildet ist, zum Beispiel durch
metallische Verdrahtungen verbunden sein. Kurz gesagt ist ein konkreter
Aspekt zum Realisieren mit irgendeiner Struktur erwünscht, in
welcher das Ersatzschaltbild realisiert ist, das in 5 oder 7 gezeigt
ist, das heisst mit irgendeiner Struktur, in welcher die Betriebsspannung
gemeinsam an die Gateelektroden der Mehrzahl von Transistoren angelegt
wird, die parallel zu dem Strompfad geschaltet sind, in welcher
die Betriebsinformation, die anzeigt, ob der Strom der Mehrzahl
von Transistoren zuzuführen
ist oder nicht, veränderlich
in dem nicht flüchtigen Speicher
festgelegt ist, und in welcher die Transistoren, denen der Strom
zugeführt
wird, auf der Grundlage der Information selektiv aktiviert werden.
-
Daneben
können
die ersten bis siebten Ausführungsbeispiele
ebenso durch zweckmäßige Änderungen
von zum Beispiel nachstehend erläuterten Aspekten
durchgeführt
werden.
-
In
jedem der Ausführungsbeispiele
ist der Transistor, der die LDMOS-Struktur aufweist, deren Drainelektrode
D und Sourceelektrode S verbunden sind, um sich in dem Strompfad
der zu betreibenden Last Ld zu befinden, als die Transistoren angewendet worden,
welche auf dem Halbleitersubstrat auf eine Weise gruppiert und ausgebildet
sind, um in die Mehrzahl von Transistoren geteilt zu sein, die parallel geschaltet
sind, aber dieser Aufbau ist nicht beschränkend. Andererseits ist es
ebenso zulässig,
wie es in 21 als eine Figur gezeigt ist,
die der zuvor dargestellten 9 entspricht,
jeden Transistor 52 anzuwenden, der einen eingebauten Speicher
aufweist, welcher eine Schwebegateelektrode 522, die angrenzend
an die entsprechende der Gateelektroden 521 der Mehrzahl
von Transistoren ausgebildet ist, einen Tunnelfilm 524,
der auf der Schwebegateelektrode 522 ausgebildet ist, und
eine Steuergateelektrode 523 beinhaltet, die auf den Tunnelfilm 524 gestapelt
und auf diesem ausgebildet ist. Weiterhin wird das Ein/Ausschalten
von jedem Bit auf der Grundlage des Austauschs von Elektronen über den Tunnelfilm 524 zwischen
der Steuergateelektrode 523 und der Schwebegateelektrode 522 veränderlich festgelegt,
wobei der Austausch einem Potential entspricht, das an die Steuergateelektrode 523 angelegt ist.
Alternativ ist es, wie es in 22 als
eine Figur gezeigt ist, die der zuvor dargestellten 9 entspricht,
ebenso zulässig,
dass die Steuergateelektrode 523a von jedem Transistor 52a,
der einen eingebauten Speicher aufweist, auf eine Schwebegateelektrode 522a gestapelt
und auf dieser ausgebildet ist, um die Eckteile der Schwebegateelektrode 522a zu
bedecken. Weiterhin wird das Ein/Ausschalten von jedem Bit der Betriebsinformation
unter Verwendung einer Konzentration eines elektrischen Felds an dem
Eckteil der Schwebegateelektrode 522a veränderlich
festgelegt, wie sie einem Potential entspricht, das über den
Betrieb einer Spannungssteuerschaltung an die Steuergateelektrode 523a angelegt
wird. Kurz gesagt kann die vorliegende Erfindung ebenso an dem Transistor
angewendet werden, welcher eine VDMOS-(vertikale diffundierte Metall-Oxid-Halbleiter)-Struktur
aufweist.
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Weiterhin
ist der Anwendungsumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die
Transistoren beschränkt,
die die LDMOS-Struktur und die VDMOS-Struktur aufweisen. Ansonsten
ist es zum Beispiel, wie es in 23 als
eine Figur gezeigt ist, die den vorhergehend dargestellten 9 und 21 entspricht,
ebenso zulässig,
jeden Transistor 62, der einen eingebauten Speicher aufweist,
welcher eine Struktur aufweist, die mit dem vorhergehenden Transistor 52 übereinstimmt,
der den eingebauten Speicher aufweist, auf einem Halbleitersubstrat 600 auszubilden,
in welchem ein Basisbereich 601, der aus einer Diffusionsschicht
eines N-Typs besteht, den größeren Teil
von diesem aufbaut. Im übrigen
wird bei einer derartigen Struktur auf die gleiche Weise wie in
dem vorhergehenden Transistor 52, der den eingebauten Speicher
aufweist, das Ein/Ausschalten von jedem Bit auf der Grundlage des
Austauschs von Elektronen über
den Tunnelfilm 524 zwischen der Steuergateelektrode 523 und
der Schwebegateelektrode 522 veränderlich festgelegt, wobei
der Austausch einem Potential entspricht, das an die Steuergateelektrode 523 angelegt
ist. Weiterhin fließt
in dem Transistor 62, der einen eingebauten Speicher aufweist,
wenn er in einen eingeschalteten Zustand gebracht worden ist, ein
Strom von einer Schaltungsenergieversorgungsquelle Vc über einen
Kollektor-Kontaktabschnitt 625,
welcher aus einer Diffusionsschicht (P+)
mit einer höheren
Konzentration als der eines Kanalbereichs 102 besteht,
den Basisbereich 601, den Kanalbereich 102 und
einen Emitterbereich 604, welcher aus einer Diffusionsschicht
(N+) mit einer höheren Konzentration als der
des Basisbereichs 601 besteht, und wird er zu Masse (GND)
geleitet. Ansonsten ist es, wie es in 24 als
eine Figur dargestellt ist, die den vorhergehend dargestellten 10 und 22 entspricht,
ebenso zulässig, jeden
Transistor 62a, der einen eingebauten Speicher aufweist,
welcher eine Struktur aufweist, die dem vorhergehenden Transistor 52 entspricht,
der den eingebauten Speicher aufweist, auf einem Halbleitersubstrat 600 auszubilden,
in welchem ein Basisbereich 601, der aus einer Diffusionsschicht
eines N-Typs besteht, den größeren Teil
davon aufbaut. In einer derartigen Struktur wird auf die gleiche
Weise wie in dem vorhergehenden Transistor 52a, der den eingebauten
Speicher aufweist, die Steuergateelektrode 523a des Transistors 62a,
der den eingebauten Speicher aufweist, auf einer Schwebegateelektrode 522a gestapelt
und auf dieser ausgebildet, um die Eckteile der Schwebegateelektrode 522a zu
bedecken. Weiterhin wird das Ein/Ausschalten von dem Bit der Betriebsinformation
unter Verwendung einer Konzentration eines elektrischen Felds an
den Eckteilen der Schwebegateelektrode 522a veränderlich festgelegt,
wie sie einem Potential entspricht, das über den Betrieb einer Spannungssteuerschaltung an
die Steuergateelektrode 523a angelegt wird. Im Übrigen fließt in dem
Transistor 62, der den eingebauten Speicher aufweist, wenn
er in einen eingeschalteten Zustand gebracht worden ist, ein Strom von
einer Schaltungsenergieversorgungsquelle Vc über einen Kollektor-Kontaktabschnitt 625,
welcher aus einer Diffusionsschicht (P+)
mit einer höheren Konzentration
als der eines Kanalbereichs 102 besteht, den Basisbereich 601,
den Kanalbereich 102 und einen Emitterbereich 604,
welcher aus einer Diffusionsschicht (N+)
mit einer höheren
Konzentration als der des Basisbereichs 601 besteht, und
wird er zu Masse (GND) geleitet. Das heisst, der Transistor, der eine
IGBT-(Isolierschicht-Bipolartransistor)-Struktur aufweist, dessen
Kollektorelektrode und Emitterelektrode verbunden sind, um sich
in dem Strompfad einer zu betreibenden Last zu befinden, kann als
die Transistoren angewendet werden, welche auf dem Halbleitersubstrat
auf eine Weise gruppiert und ausgebildet sind, um in die Mehrzahl
von Transistoren geteilt zu sein.
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Obgleich
die Transistoren in jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
die MOS-Transistoren eines N-Typs gewesen sind, können sie ebenso
aus MOS-Transistoren
eines P-Typs aufgebaut sein. Es ist ebenso zuverlässig, eine
Halbleitervorrichtung einer sogenannten "CMOS-Struktur" zu verwenden, in welcher Leitfähigkeitstypen
zweckmäßig geändert sind,
das heisst MOS-Transistoren eines N-Typs und MOS-Transistoren eines
P-Typs auf einem identischen Halbleitersubstrat ausgebildet sind.
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Die
Transistoren in jedem der fünften
bis siebten Ausführungsbeispiele
und Ausgestaltungen sind auf einem identischen Halbleitersubstrat
zusammen mit anderen Elementen ausgebildet. In einem Fall, in dem
zum Beispiel der Transistor 45 in dem siebten Ausführungsbeispiel
an den Transistoren 121 bis 125 (siehe 3)
in dem zweiten Ausführungsbeispiel
angewendet wird, sind die Speicherzellen M21 bis M25, die den nicht
flüchtigen
Speicherbereich 21 bilden, und die MOS-Transistoren N21
bis N25, die den N-Kanal-MOS-Bereich 22 bilden, zusammen
mit diesem Transistor 45 auf dem identischen Halbleitersubstrat
ausgebildet.
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Wie
es zum Beispiel in 25A gezeigt ist, ist der MOS-Transistor
mit einem Sourcebereich 702 und einem Drainbereich 703 eines
N-Typs in einer Wanne 701 eines P-Typs ausgebildet und
ist mit einer Gateelektrode 704 ausgebildet, um ein Teilen
der Wanne 701 zwischen dem Sourcebereich 702 und dem
Drainbereich 703 zu bedecken. Weiterhin ist die Gateelektrode 704 von
der Wanne 701 usw. durch einen Gateoxidfilm 705 isoliert.
Dieser MOS-Transistor wird gleichzeitig mit den Gateelektroden,
Isolationsfilmen, Sourcebereichen, usw. der Transistoren in jedem
der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
ausgebildet.
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Wie
es zum Beispiel in 25B gezeigt ist, ist die Speicherzelle
(nicht flüchtiger
Speicher) mit einem Sourcebereich 712 und einem Drainbereich 713 eines
N-Typs in einer Wanne 711 eines P-Typs ausgebildet und
ist mit einer Schwebegateelektrode 714 und einer Steuergateelektrode 715 ausgebildet,
um den Teil der Wanne 711 zwischen dem Sourcebereich 712 und
dem Drainbereich 713 zu bedecken. Weiterhin ist die Schwebegateelektrode 714 von
der Wanne 711 usw. durch einen Tunneloxidfilm 716 isoliert
und befindet sich ein dielektrischer Film 717 zwischen
der Schwebegateelektrode 714 und der Steuergateelektrode 715.
Dieser nicht flüchtige Speicher wird
gleichzeitig mit den ersten Gate elektroden, zweiten Gateelektroden
(Steuerelektroden in dem siebten Ausführungsbeispiel), Isolationsfilmen,
Sourcebereichen, usw. der Transistoren in jedem der fünften bis
siebten Ausführungsbeispiele
ausgebildet.
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Daneben
ist ein Kondensator auf dem identischen Halbleitersubstrat wie das
andere Element ausgebildet. Der Kondensator ist in einer Spannungssteuerschaltung
enthalten, welche vorbestimmte Spannungen an zum Beispiel eine zweite Gateelektrode
anlegt. Wie es in 25C gezeigt ist, ist der Kondensator
mit einem LOCOS-Oxidfilm 722 ausgebildet, der auf dem Substrat
(oder einer Diffusionsschicht) 721 ausgebildet ist, und
ist mit einer unteren Elektrode 723 und einer oberen Elektrode 724 auf
dem LOCOS-Oxidfilm 722 ausgebildet. Ein dielektrischer
Film 725 befindet sich zwischen der unteren Elektrode 723 und
der oberen Elektrode 724. Dieser Kondensator wird gleichzeitig
mit den ersten Gateelektroden, zweiten Gateelektroden (Steuerelektroden
in dem siebten Ausführungsbeispiel),
Isolationsfilmen, Sourcebereichen, usw. der Transistoren in jedem
der fünften
bis siebten Ausführungsbeispiele ausgebildet.
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Auf
diese Weise wird das andere Element, das auf dem gleichen Halbleitersubstrat
wie dem der Transistoren in jedem der fünften bis siebten Ausführungsbeispiele
ausgebildet wird, durch ein identisches Verfahren ausgebildet (zum
Beispiel die zweite Gateelektrode 433, die in 11 gezeigt
ist, und die Schwebegateelektrode 714, die in 25B gezeigt ist, oder die untere Elektrode 723,
die in 25C gezeigt ist), wodurch die
Halbleitervorrichtung in jedem der Ausführungsbeispiele erzielt werden
kann, wobei die Erhöhung
der Herstellungsschritte unterdrückt wird.
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In
jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
kann mindestens einer der Mehrzahl von Transistoren, die irgendeinen
der LDMOS-Bereiche 10 bis 40 bilden, durch den
Transistor ersetzt werden, der in jedem der fünften bis siebten Ausführungsbeispiele
oder Ausgestaltungen gezeigt ist. Aufgrund dieses Aufbaus wird die
Mehrzahl von Transistoren, die jeden der LDMOS-Bereiche 10 bis 40 bilden,
einem Steuern der Schwebegate- oder geteilten Gateelektroden oder
der Steuerelektrode zusätzlich
zu dem Steuern auf der Grundlage des Speicherbereichs und des N-Kanal-MOS-Bereichs
unterzogen, wodurch die Transistoren genauer gesteuert werden können.
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In
jedem der fünften
bis siebten Ausführungsbeispiele
und Ausgestaltungen kann eine metallische Verdrahtung überlagert
auf die Gateelektrode oder die Steuerelektrode angeordnet sein.
Da die Gateelektrode aus zum Beispiel polykristallinem Silizium
besteht, ist ihr Wert eines parasitären Widerstands größer als
der der metallischen Verdrahtung (Aluminium, Kupfer oder dergleichen).
Wie in dem dritten oder vierten Ausführungsbeispiel ist die Mehrzahl
von Transistoren L31 bis L35 oder L41 bis L45, die den LDMOS-Bereich 30 oder 40 bilden,
elektrisch parallel geschaltet worden und sind die Gates der einzelnen
Transistoren L31 bis L35 oder L41 bis L45 gemeinsam mit dem Betriebsspannungs-Eingangsanschluss
Vin verbunden worden. Da derartige Gateelektroden als die einzelne
gemeinsame Gateelektrode G3 oder G4 ausgebildet sind, wie es in 6 oder 8 gezeigt
ist, entsteht manchmal ein Spannungsabfall aufgrund des parasitären Widerstands. Deshalb
ist die metallische Verdrahtung überlagert auf
die Gateelektrode angeordnet und sind die metallische Verdrahtung
und die Gateelektrode durch Kontaktlöcher verbunden, die an einer
Mehrzahl von Teilen ausgebildet sind, wodurch eine wesentliche Verdrahtungslänge verkürzt wird,
um den parasitären Widerstand
zu verringern. Daher kann eine Spannung genau an die Gateelektrode
angelegt werden und kann ein genaueres Steuern durchgeführt werden.
Im Übrigen
kann ebenso in dem Fall, in dem Gateelektroden der Transistoren
einzeln in dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet
sind, der parasitäre
Widerstand der Gateelektrode durch Anordnen der metallischen Verdrahtung
verringert werden.
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Noch
weiterhin ist der Anwendungsumfang der vorliegenden Erfindung nicht
auf Transistoren, von denen jeder einen eingebauten Speicher aufweist,
oder Transistoren beschränkt,
von denen jeder eine LDMOS-Struktur, eine VDMOS-Struktur oder eine IGBT-Struktur aufweist.
Kurz gesagt ist es ebenso zulässig,
irgendeine Struktur zu verwenden, in welcher Transistoren, von denen
jeder eine MOS-Struktur aufweist, die erste und zweite Elektroden
beinhaltet, um sich in dem Strompfad zu befinden, und Gateelektroden
zum Steuern von Strömen, um
zwischen den ersten und zweiten Elektroden zu fließen, in Übereinstimmung
mit angelegten Spannungen auf einem Halbleitersubstrat auf eine
Weise gruppiert sind, um in eine Mehrzahl von Transistoren geteilt
zu sein, die elektrisch parallel zu dem Strompfad geschaltet sind.
Bei einer derartigen Struktur kann eine effektive Kanalbreite zu
der Zeit, zu der die Mehrzahl von geteilten Transistoren als ein
einzelner Transistor erachtet werden, innerhalb des Halbleitersubstrats
in Übereinstimmung
mit der Anzahl der Transistoren auf der Grundlage der Betriebsinformation
der Mehrzahl von Transistoren in einem nicht flüchtigen Speicher selektiv aktiviert
werden und kann die beabsichtigte Aufgabe erzielt werden.
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Obgleich
die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele
von ihr beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Erfindung
nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele und
Aufbauten beschränkt
ist. Die Erfindung ist dazu gedacht, verschiedene Ausgestaltungen
und äquivalente
Anordnungen zu bedecken. Weiterhin sind trotz der verschiedenen
Kombinationen und Ausgestaltungen, welche bevorzugt sind, andere
Kombinationen und Ausgestaltungen, die mehr, weniger oder lediglich
ein Element beinhalten, ebenso innerhalb des Geists und Umfangs
der Erfindung.