DE2030918B2 - Feldeffekttransistor mit isolierter steuerelektrode - Google Patents

Feldeffekttransistor mit isolierter steuerelektrode

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Feldeffekttransistor mit isolierter Steuerelektrode mit einem Halbleitersubstrat von einem ersten Leitungstyp mit zwei nebeneinanderliegenden, an eine Oberfläche des Substrats grenzenden Zonen vom zweiten Leitungstyp, die die Elektrodenzonen des Feldeffekttransistors bilden, wobei auf der Oberfläche eine Isolierschicht angebracht ist, auf der mindestens zwei zwischen den Elektrodenzonen liegende Gateelekuodcn angebracht sind, und zwischen diesen beiden Gateelektroden im Halbleitersubstrat eine diffundierte Zone, als Inselzone bezeichnete Zone vom zweiten I eitungstyp angebracht ist, die an die Oberfläche grenzt, und wobei im Halbleitersubstrat ein weiteres Halbleiterschaltungselement vorgesehen ist, das mit einer der beiden Gateelektroden verbunden ist.
Ein solcher Feldeffekttransisotr ist bekannt aus der FR-PS 1517 240. Das darin beschriebene weitere Halbleiterschaltungselement ist eine Schutzdiode, die die unter der mit der Diode verbundenen Gateelektrode liegende Isolierschicht vor Durchschlag schützt, wenn der Spannungsunterschied über der Isolierschicht zu groß zu werden droht. Statt einer einzigen Schutzdiode kann auch, wie aus der FR-PS 15 51 956 bekannt, eine Kombination zweier gegensinnig in Reihe geschalteten DN.
EXS ST OFT SNHY EIG, EINE Gateelektrode auf befriedigende Weise mit einer gleichfalls im Halbleitersubstrat angebrachten Schutzdiode zu verbinden. Eine derartige Verbindung kann durch eine auf der Isolierschicht angebrachte Leiterbahn hergestellt werden. Diese Bahn kann eine weitere Gateelektrode nicht, oder nur unter Verwendung einer kostspieligen verwickelten Struktur, isoliert kreuzen. Weiter ist es häufig unerwünscht, daß eine derartige Leiterbahn teilweise über einer Elektrodenzone liegt, da dadurch eine unerwünschte Kapazität eingeführt werden kann. Außerdem ist gewöhnlich eine sehr kurze Verbindung mit niedrigem Widerstand zwischen einer Gateelektrode und einer mit dieser verbundenen Schutzdiode erforderlich, damit bei großen Strömen durch die Diode eine Zerstörung dieser Verbindung durch Erhitzung verhindert und eine zu große Trägheit der Diode vermieden wird. Der Widerstand der Verbindung kann
nämlich zur Folge haben, daß die Isolierschicht unter der Gateelektrode eher als die Schutzdiode durchschlägt, sogar dann, wenn die Durchschlagspannung der Schutzdiode die der Isolierschicht unterschreitet
Es ist einleuchtend, daß bei Verwendung eines s anderen Halbleiterschaltungse'ements, das mit einer Gateelektrode verbunden werden muß, sich auch die oben in bezug auf eine Schutzdiode beschriebenen Probleme ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine ι ο einfache Struktur für einen Feldeffekttransistor der eingangs genannten Art mit mindestens zwei Gateelektroden und mit einem mit einer Gateelektrode verbundenen Halbleiterschaltungselement, insbesondere einer Schutzdiode, zu schaffen, bei der eine sehr kurze Verbindung mit der Gateelektrode hergestellt werden kann, die weder eine weitere Gateelektrode kreuzt, noch teilweise über einer Elektrodenzone des Feldeffekttransistors liegt
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Inselzone einen Bereich aufweist, in dem das Substrat vom ersten Leitungstyp bis zu der Oberfläche reich! und in dem ein Halbleiterschaltungselement angebracht ist, das mit einer der beiden Gateelektroden verbunden ist. Das Schaltungselement ist dabei derart innerhalb des Feldeffekttransistors angebracht, daß die Wirkung des Feldeffekttransistors praktisch nichi beeinflußt wird.
Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für einen Feldeffekttransistor, bei dem eine innere ^er beiden Elektrodenzonen von einer inneren der beiden Gateelektroden, diese innere Gateelektrode von der anderen, äußeren der beiden Gateelektroden und diese äußere Gateelektrode von der äußeren dei beiden Elektrodenzonen umgeben ist. Insbesondere bei einer derartigen Struktur ließ sich ein Halbleiterschaltungselement schwer mit einer Gateelektrode verbinden. Die Erfindung schafft eine zweckmäßige und einfache Lösung für diese Schwierigkeit dadurch, daß das in dem Bereich angeordnete Halbleiterschaltungselement mit der inneren Gateelektrode verbunden ist.
Eine besonders günstige Ausführungsform eines Feldeffekttransistors nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterschaltungslement in dem Bereich eine Schutzdiode ist. Die Schutzdiode ist vorzugsweise mit der einen Gateelektrode verbunden, weil es envünscht ist, daß der Abstand zwischen einer mit dieser einen Gateelektrode verbundenen Schutzdiode und der in der Nähe der anderen Gateelektrode liegenden Elektrodenzone, die gewöhnlich zu dem elektrischen Eingang des Transistors gehört, möglichst gering ist, wie nachstehend noch näher auseinander gesetzt wird. Mit der anderen Gateelektrode kann gewöhnlich ohne Schwierigkeiten eine in geringer Entfernung von der in der Nähe dieser anderen Gateelektrode angebrachten Elektrodenzone liegende Schutzdiode verbunden werden, indem diese Schutzdiode in einem Bereich in dieser Elektrodenzone oder außerhalb dieser Elektrodenzone angebracht wird.
Vorzugsweise enthält die Schutzdiode eine erste Oberflächenzone vom zweiten Leitungstyp und eine an diese erste Oberflächenzone grenzende zweite Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp, die aber höher als das Substrat dotiert ist. Der PN-Übergang der Diode zwischen diesen Oberflächenzonen hat dann eine niedrige Durchschlagspannung, wodurch ein befriedigender Schutz erhalten wird, während der Strom durch die Diode über das Substrat zu- oder abgeführt werden
Die zweite Oberflächenzons kann die erste Oberflächenzone völlig umgeben. Oberflächenkanäle, die die Inselzone mit der ersten Oberflächenzone der Diode verbinden würden, werdea dadurch vermieden.
Die erste Oberflächenzone der Schutzdiode kann mit einer Gateelektrode verbunden werden; die Diode weist dann nur einen einzigen PN-Übergang auf.
Oft ist eine Schutzdiode mit zwei PN-Übergängen erforderlich, wobei die mit der Diode verbundene Gateelektrode mit negativen und positiven Spannungen in bezug auf das Substrat betrieben werden kann, und wobei ein Schutz vor positiven und negativen Spannungsimpulsen an der Gateelektrode in bezug aul das Substrat erhalten wird. Daher ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzdiode eine dritte Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp enthält, die im Halbleitersubstrat völlig von der ersten Oberflächenzo ne der Schutzdiode umgeben ist, wobei die dritte Oberflächenzone mit einer Gateelektrode verbunden ist.
Gewöhnlich ist es erwünscht, daß der Strom durch die in dem Bereich der Inselzone liegende Schutzdiode über die in der Nähe der nichi mit dieser Schutzdiode verbundenen Gateelektrode liegende Elektrodenzone zu- oder abgeführt wird, wobei diese Elektrodenzone zu dem elektrischen Eingang des Feldeffekttransistors gehört. Der Strom muß dann durch einen Teil des Substrats fließen, der hochohmig ist, während der Widerstand für diesen Strom möglichst niedrig sein soll Daher ist eine besondere Ausführungsform eines Feldeffekttransistors nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Oberflächenzone vorr ersten Leitungstyp der Schutzdiode durch eine Verbindungszone mit einer Elektrodenzone des Feldeffekttransistors verbunden ist, wobei diese Verbindungszone eine Oberflächenzone vom ersten Leitfähigkeitstyp ist die höher als die Inselzone vom zweiten Leitungstyf dotiert ist, sich an die zweite Oberflächenzone anschließt, einen an den Bereich grenzenden Teil dei Inselzone schneidet, die nicht mit der Diode verbundene Gateelektrode kreuzt und an die Elektrodenzone grenzt, wodurch ein PN-Übergang gebildet ist, dei durch eine auf dem Halbleitersubstrat liegende Metall schicht kurzgeschlossen ist. Es zeigt sich, daß die Wirkung des Feldeffekttransistors, wenn die Abmessun gen der Verbindungszone klein gehalten werden, durct diese Zone praktisch nicht beeinflußt wird. Die Durchschlagspannung zwischen der Inselzone und den Substrat wird durch die Verbindungszone, die der gleichen Leitungstyp wie das Substrat aufweist herabgesetzt, aber dies ist für viele Anwendungen nich störend. Die Durchschlagkennlinie der Schutzdiodi wird, wie sich herausgestellt hat, durch die Verbindungs zone verbessert.
Eine besonders kurze Verbindung mit niedrigen Widerstand zwischen einer Gateelektrode und dem mi dieser verbundenen Schaltungselement wird bei eine Ausführungsform, bei der die mit dem Halbleiterschal tungselement verbundene Gateelektrode einen erwei terten Teil aufweist, mit dem ein Anschlußleite verbunden werden kann und der größtenteils auf de Isolierschicht liegt, erfindungsgemäß dadurch erhalter daß dieser erweiterte Teil größtenteils über den Bereich liegt und mit dem Halbleiterschaltungselemen über eine Öffnung in der Isolierschicht verbunden isi Der erweiterte Teil stellt also außerdem sicher, daß dii
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Gateelektrode mit einem Anschlußleiter versehen werden kann.
Der Vollständigkeit halber sei hier noch erwähnt, daß in der nicht vorveröffentlichten DT-OS 19 18 222 bereits vorgeschlagen wurde, eine Schutzdiodestruktur vorzugsweise unterhalb des Anschlußbereiches der Gateelektrode des Feldeffekttransistors anzuordnen.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Feldeffekttransistor nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 11- II der Fig. 1 durch diesen Transistor,
F i g. 3 eine Schaltung mit einem Feldeffekttransistor nach der Erfindung.
Der Feldeffekttransistor nach den F i g. 1 und 2 enthält ein Halbleitersubstrat 1 von einem Leitfähigkeitstyp mit zwei nebeneinanderliegenden, an eine Oberfläche 2 des Substrats grenzenden Zonen 3 und 4 vom anderen Leitungstyp, die die Elektrodenzonen (Source und Drain) des Transistors bilden. Auf der Oberfläche 2 ist eine Isolierschicht 5 angebracht, auf der zwei zwischen den Elektrodenzonen 3 und 4 liegende Gateelektroden 6 und 7 angebracht sind. Zwischen diesen Gateelektroden ist im Halbleitersubstrat 1 eine diffundierte Zone 8 (als Inselzone bezeichnet) vom anderen Leitungstyp angebracht. Die Inselzone 8 grenzt an die Oberfläche 2.
Nach der Erfindung enthält die Inselzone 8 einen Bereich 9, in dem das Substrat 1 bis zu der Oberfläche 2 reicht und in der ein Halbleiterschaltungselement mit den Zonen 10, 11 und 12 angebracht ist, das mit der Gateelektrode 7 verbunden ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die eine, innere Elektrodenzone 4 von der einen, inneren Gateelektrode 7, diese Gateelektrode 7 von der anderen, äußeren Gateelektrode 6 und diese Gateelektrode 6 von der anderen, äußeren Elektrodenzone 3 umgeben.
Das mit der einen, inneren Gateelektrode 7 verbundene Halbleiterschaltungselement (10,11,12) ist eine Schutzdiode. Die Schutzdiode kann nur die Zone 11 enthalten, die einen PN-Übergang 13 mit dem Substrat 1 bildet Da zum Erhalten einer befriedigenden Wirkung des Feldeffekttransistors das Substrat 1 hochohmig sein muß, ist die Durchschlagspannung des PN-Übergangs 13 oft zii hoch, um einen genügenden Schutz zu sichern. Daher enthält die Schutzdiode im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine erste Oberflächenzone 11 vom zweiten Leitungstyp und eine an diese Zone U grenzende zweite Oberflächenzone 12 vom ersten Leitungstyp, die höher als das Substrat 1 dotiert ist Da die Zone 12 höher als das Substrat 1 dotiert ist, ist die Durchschlagspannung des PN-Übergangs 14 zwischen den Zonen 11 und 12 niedriger als die des PN-Übergangs 13.
Die zweite Oberflächenzone 12 umringt die erste Oberflächenzone völlig, wodurch die Bildung von Oberflächenkanälen, die die Zone 11 mit der Inselzone 8 to verbinden würden, verhindert wird.
Die Zone 11 kann nut der Gateelektrode 7 verbunden werden, wobei die Schutzdiode nur einen einzigen PN-Übergang (14) aufweist Es ist aber häufig erwünscht, daß die Gateelektrode 7 mit negativen und positiven Spannungen in bezug auf das Substrat 1 betrieben werden kann, wobei ein Schutz vor Durchschlag der Isolierschicht 5 für positive und negative 918 ■[
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Spannungsimpulse an der Gateelektrode 7 in bezug au das Substrat 1 erforderlich ist. Daher enthält in vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schutzdiode eine dritte Oberflächenzone 10 vom ersten Leitungstyp, die im Halbleitersubstrat völlig von der ersten Oberflächen zone 11 umgeben wird, wobei diese dritte Oberflächen zone 10 mit der Gateelektrode 7 verbunden ist. Dadurcl enthält die Diode einen zweiten PN-Übergang 15 während die Diode eine PNP- oder NPN-Struktui aufweist.
Bei Anwendung eines Feldeffekttransistors der irr vorliegenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Art isi die äußere Elektrodenzone 3 gewöhnlich die Source unc gehört zu dem elektrischen Eingang des Transistors während die innere Elektrodenzone 4 das Drain ist unc zu dem elektrischen Ausgang des Transistors gehört Dabei wird der Strom durch die Schutzdiode, der ζ. Β bei Durchschlag der Diode auftritt, vorzugsweise übei die Elektrodenzone 3 zu- oder abgeführt. Ferner ist e; erwünscht, daß der Widerstand im Feldeffekttransistoi für diesen Strom niedrig ist Um zu vermeiden, daC dieser Strom durch einen Teil des hochohmiger Substrats 1 fließen muß, ist die zweite Oberflächenzone 12 der Schutzdiode durch eine Verbindungszone 16 mil der Elektrodenzone 3 verbunden. Diese Verbindungszone 16 ist eine Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp die höher als die Inselzone 8 dotiert ist, sich an die zweite Oberflächenzone 12 anschließt, einen an der Bereich 9 grenzenden Teil 17 der Inselzone 8 schneidet die nicht mit der Diode verbundene Gateelektrode ( kreuzt und an die Elektrodenzone 3 grenzt, wobei eir PN-Übergang 18 gebildet wird. Der PN-Übergang It wird durch die auf dem Halbleitersubstrat liegende Metallschicht 19 kurzgeschlossen. Die Metallschicht 1« ist in der öffnung 20 der Isolierschicht 5 angebracht unc bildet außerdem den Anschlußkontakt für die Elektro denzone 3. Die Metallschicht 19 weist einen erweiterter Teil 21 auf, der auf der Isolierschicht 5 liegt und mit denr ein Anschlußleiter verbunden werden kann. Die Elektrodenzone 3, die Metallschicht 19 und die Verbindungszone 16 bilden für die Ströme, die der Diode zugeführt oder von der Diode abgeführt werden müssen, einen Weg mit niedrigem Widerstand. Außerdem ist dieser Weg kurz. Bei Anbringung der Diode ζ. Β in einer öffnung in der Elektrodenzone 4 wäre dieser Weg länger.
Da die Verbindungszone 16 in bezug auf die zwischen der Inselzone 8 und der Elektrodenzone 3 liegende Kanalzone klein ist, wird die Wirkung des Transistors durch diese Verbindungszone kaum oder gar niehl beeinflußt
Es sei bemerkt, daß ein Strom in der Inselzone 8 rings um den Bereich 9 fließen kann, wodurch dieser Bereich 8 die Wirkung des Transistors nur in sehr geringem Maße beeinflußt
Die Durchschlagspannung zwischen der Inselzone i und dem Substrat 1 wird durch die Verbindungszone 16 die den gleichen Leitungstyp wie das Substrat 1 aufweisi und höher als dieses Substrat 1 dotiert ist, herabgesetzt Dies ist nicht störend, weil beim Betrieb dei Potentialunterschied zwischen der Inselzone 8 und dem Substrat 1 nicht groß ist Wäre die Schutzdiode (10,11, 12) in einen Bereich der Elektrodenzone 4 angebrach) und durch eine Verbindungszone 16 mit der Elektrodenzone 3 verbunden, so würde die Durchschlagspannung zwischen der Elektrodenzone 4 und dem Substrat 1 herabgesetzt werden, was wohl nachteilig wäre.
Da die Schutzdiode in einem Bereich 9 der Inselzone
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B liegt und die mit der Schutzdiode verbundene Gateelektrode 7 sich zwischen der Inselzone 8 und der Elektrodenzone 4, somit in unmittelbarer Nähe der Inselzone 8, befindet, läßt sich eine besonders kurze Verbindung zwischen der Gateelektrode 7 und der Schutzdiode herstellen, die die Gateelektrode 6 nicht zu kreuzen und auch nicht teilweise über einer Elektrodenzone zu liegen braucht.
Die Gateelektrode 7, die mit der Schutzdiode (10,11, 12) in dem Bereich 9 der Inselzone 8 verbunden ist, enthält einen erweiterten Teil 22, mit dem ein Anschlußleiter verbunden werden kann und der größtenteils auf der Isolierschicht 5 und über dem Bereich 9 in der Inselzone 8 liegt und mit der Zone 10 der Diode (10, 11, 12) über eine Öffnung 23 in der Isolierschicht 5 verbunden ist. Der erweiterte Teil 22 bildet zugleich eine kurze Verbindung mit niedrigem Widerstand zwischen der Diode und der Gateelektrode 7 und einer mit der Gateelektrode 7 verbundenen Metallschicht, mit der ein Anschlußleiter verbunden werden kann.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Gateelektrode 6 auf ähnliche Weise wie die Gateelektrode 7 mit einer Schutzdiode verbunden. Diese Schutzdiode (24,25,26) enthält, ebenso wie die Diode (10,11,12) eine erste Zone 25 vom zweiten Leitungstyp, eine zweite Zone 26 vom ersten Leitungstyp, die neben der ersten Zone 25 liegt und diese völlig umgibt, und eine dritte Zone 24 vom ersten Leitungstyp, die in der ersten Zone 25 liegt. Auch die Diode (24, 25, 26) enthält also zwei PN-Übergänge 27 und 28. Die dritte Zone 24 ist über die Öffnung ?9 in der Isolierschicht 5 mit der Metallschicht 30, die sich auf der Isolierschicht 5 befindet, verbunden, wobei diese Metallschicht 30 durch die auf der Isolierschicht 5 liegende Leiterbahn 31 mit der Gateelektrode 6 verbunden ist.
Die zweite Zone 26 grenzt an die Elektrodenzone 3, wobei ein PN-Übergang 32 gebildet wird, der, wie in Fig. 1 dargestellt ist, an zwei Punkten durch die Metallschicht 19 in der Öffnung 20 der Isolierschicht 5 kurzgeschlossen ist.
Die Schutzdioden sind also beide zwischen einer Gateelektrode und der Elektrodenzone 3 eingeschaltet.
Die Metallschicht 30 dient ferner zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Anschlußleiter und der Gateelektrode 6.
Über die Öffnung 33 in der Isolierschicht 5 ist eine Metallschicht 34 mit der Elektrodenzone 4 verbunden.
Der beschriebene Feldeffekttransistor kann völlig auf übliche Weise aus übliche Materialien hergestellt werden.
Das Substrat 1 besteht z. B. aus einem einkristallinen P-leitenden Siliciumkörper mit einem spezifischen Widerstand von etwa 10 Ω · cm. Die Zonen 3,4, 8,11 und 25 können gleichzeitig durch Diffusion von Phosphor erhalten werden, N-leitend sein, eine Dicke von etwa 2£μΐη und eine Oberflächenkonzentration von etwa 101* Phosphoratomen/cm3 aufweisen. Die Zonen 10,12,16, 24 und 26 können gleichzeitig durch Diffusion von Bor erhalten werden, P+-leitend sein, eine Dicke von etwa 1 μπι und eine Oberflächenkonzentration von etwa 1020 Boratomen/cm3 aufweisen. Die weiteren Abmessungen der Zonen können auf übliche Weise in Abhängigkeit von den verlangten Eigenschaften gewählt werdea Die PN-Übergänge 14,15,27 und 28 weisen Durchschlagspannungen von etwa 8 V auf, während die Isolierschicht unter den Gateelektroden 6 und 7 eine Durchschlagspannung von etwa 100 V aufweist.
Die Isolierschicht 5 kann z. B. aus Siliciumoxyd und/oder Siliciumnitrid bestehen, während die Metallschichten, die Gateelektroden und die Leiterbahn aus Aluminium bestehen können.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Diodenzonen 10,12,24 und 26 und die Verbindungszone 16 dünner als die Diodenzonen 11 und 25, die Elektrodenzonen 3 und 4 und die Inselzone 8. Die Zonen
ίο 10, 12, 14, 26 und 16 können aber auch dicker als die Zonen 11,25,3,4 und 8 sein. Dabei können die Zonen 11 und 25 völlig in den Zonen 12 und 26 liegen.
F i g. 3 zeigt eine Schaltung mit einem Feldeffekttransistor Fder in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art. Die Anschlußklemmen entsprechen den Metallschichten 21, 22, 30 und 34 in den vorhergehenden Figuren und sind mit den gleichen Bezugsziffern wie diese Metallschichten bezeichnet. Die mit der Gateelektrode 7 verbundene Diode Di entspricht der Diode (10, 11, 12) und die mit der Gateelektrode 6 verbundene Diode Di entspricht der Diode (24, 25, 26) nach den vorhergehenden Figuren.
Der Eingangskreis E/ist über die Klemmen 30 und 21 zwischen der nicht mit der in dem Bereich 9 der Inselzone 8 liegenden Schutzdiode Di verbundenen Gateelektrode 6 und der dieser Gateelektrode 6 am nächsten liegenden Elektrodenzone 3 eingeschaltet. Ein Ausgangskreis EO ist über die Klemmen 21 und 34 zwischen den beiden Elektrodenzonen 3 und 4 eingeschaltet. An die Gateelektrode 7, die mit der in dem Bereich 9 der Inselzone 8 liegenden Diode D, verbunden ist, wird eine Spannung gelegt, durch die der Transistor Feingestellt werden kann. Diese Einstellung kann veränderbar sein.
Die Dioden D] und Di sind also zwischen den Gateelektroden 7 bzw. 6 und der Eingangsklemme 21 eingeschaltet, während impulsförmige Lade- und Durchschlagströme über Stromwege mit niedrigem Widerstand zwischen den Dioden D\ und D2 und den Gateelektroden 7 und 6 und zwischen den Dioden D\ und Di und der geerdeten Eingangsklemme 21 fließen können.
Die dargestellte Schaltung ist vor einer Schaltung zu bevorzugen, bei der der Eingangskreis mit der Klemme 34 (also der Elektrodenzone 4) verbunden ist, weil die erwähnten Ströme durch die Dioden D\ und Dz vorzugsweise über eine Eingangsklemme, also über die mit der Elektrodenzone 3 verbundene Eingangsklemme 21, zu- oder abgeführt werden.
Aus schaltungstechnischen Gründen ist die Eingangsklemme 21 gewöhnlich über einen Widerstand R und einen Entkopplungskondensator Cmit Erde verbunden. Die Verbindungszone 16 setzt den Widerstand für zwischen der Diode (10,11,12) und der Elektrodenzone 3 fließende Ströme herab und verbessert die Strom-Spannungskennlinie der Diode. Dies ist aber nicht für alle Anwendungen notwendig, so daß die Zone 16 in gewissen Fällen fortgelassen werden kann. Dei Transistor kann mehr als zwei Gateelektroden und mehr ais eine Inseizone enthalten, wobei in mehr ah einer Inselzone ein Bereich angebracht sein kann, in dei eine Schutzdiode liegt, die mit einer Gateelektrode verbunden ist Auch kann eine Inselzone z.B. zwe Bereiche enthalten, in jeder von denen eine Schutzdiode liegt, wobei die Schutzdioden mit verschiedener Gateelektroden verbunden sind. Die Schutzdiode (24 25,26) kann statt neben der Elektrodenzone 3 in einer Bereich dieser Zone angebracht sein. Weiter kann ir
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einen Bereich einer Inselzone ein anderes Schaltungselement z. B. ein Widerstand, angebracht sein. Außer den erwähnten Materialien können auch andere übliche Materialien verwendet werden, wobei der Halbleiterkörper z. B. aus einer IH-V- Verbindung bestehen kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Feldeffekttransistor mit isolierter Steuerelektrode mit einem Halbleitersubstrat von einem ersten Leitungstyp mit zwei nebeneinanderliegenden, an eine Oberfläche des Substrats grenzenden Zonen vom zweiten Leitungstyp, die die Elektrodenzonen des Feldeffekttransistors bilden, wobei auf der Oberfläche eine Isolierschicht angebracht ist, auf der ι ο mindestens zwei zwischen den Elektrodenzonen liegende Gateelektroden angebracht sind, und zwischen diesen beiden Gateelektroden im Halbleitersubstrat eine diffundierte, als Inselzone bezeichnete Zone vom zweiten Leitungstyp angebracht ist, die an die Ober fläche grenzt und wobei im Halbleitersubstrat ein weiteres Halbleiterschaltungselement vorgesehen ist, das mit einer der beiden Gateelektroden verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Inselzone (8) einen Bereich (9) umschließt, in dem das Substrat (1) vom ersten Leitungstyp bis zu der Oberfläche (2) reicht und in dem ein Halbleiterschaltungselement (10,11, 12) angebracht ist, das mit einer (7) der beiden Gateelektroden (6,7) verbunden ist.
2. Feldeffekttransistor nach Anspruch 1, bei dem eine innere der beiden Elektrodenzonen von einer inneren der beiden Gaieelektroden, diese innere Gateelektrode von der anderen, äußeren der beider. Gateelektroden und diese äußere Gateelektrode von der äußeren der beiden Elektrodenzonen des Feldeffekttransistors umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Bereich (9) angeordnete Halbleiterschaltungselement (10, 11, 12) mit der inneren Gateelektrode (7) verbunden ist.
3. Feldeffekttransistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterschaltungselement (10, 11, 12) in dem Bereich (9) eine Schutzdiode ist.
4. Feldeffekttransistor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzdiode (10,11,12) eine erste Oberflächenzone (11) vom zweiten Leitungstyp und eine an diese erste Oberflächenzone (11) grenzende zweite Oberflächenzone (12) vom ersten Leitungstyp enthält, und daß die zweite Oberflächenzone (12) höher als das Substrat (1) dotiert ist.
5. Feldeffekttransistor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberfläche (2) die zweite Oberflächenzone (12) der Schutzdiode die erste Oberflächenzone (11) der Schutzdiode völlig umgibt.
6. Feldeffekttransistor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Oberflächenzone der Schutzdiode mit einer Gateelektrode verbunden ist.
7. Feldeffekttransistor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzdiode (10, 11,12) eine dritte Oberflächenzone (10) vom ersten Leitungstyp enthält, die im Halbleitersubstrat (1) völlig von der ersten Oberflächenzone (11) der Schutzdiode umgeben ist, wobei die dritte Oberflächenzone (10) mit einer Gateelektrode (7) verbunden ist.
8. Feldeffekttransistor nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Oberflächenzone (12) vom ersten Leitungstyp der Schutzdiode durch eine Verbindungszone (16) mit einer Elektrodenzone (3) des Feldeffekttransistors, die vom zweiten Leitungstyp ist, verbunden ist, wobei diese Verbindungszone (16) eine Oberflächenzone vom ersten Leitungstyp ist die höher als die Inselzone (8) vom zweiter Leitungstyp dotiert ist, sich an die zweite Oberflä chenzone (12) anschließt, einen an den Bereich (9 grenzenden Teil der Inselzone (8) schneidet, di( nicht mit der Diode (10, 11, 12) verbunden« Gateelektrode (6) kreuzt und an die Elektrodenzom (3) grenzt, wodurch ein PN-Übergang (18) gebildei ist, der durch eine auf dem Halbleitersubstrat (1 liegende Metallschicht (19) kurzgeschlossen ist.
9. Feldeffekttransistor nach einem oder mehrerer der vorstehenden Ansprüche, bei dem die mit derr Halbleiterschaltungselement verbundene Gateelektrode einen erweiterten Teil aufweist, mit dem ein Anschlußleiter verbunden werden kann und der größtenteils auf der Isolierschicht liegt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser erweiterte Teil (22) größtenteils über dem Bereich (9) liegt und mit dem Halbleiterschaltungselement (JO, 11, 12) über eine öffnung (23) in der Isolierschicht (5) verbunden ist.
DE19702030918 1969-07-03 1970-06-23 Feldeffekttransistor mit isolierter Steuerelektrode Expired DE2030918C3 (de)

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DE2030918A1 DE2030918A1 (de) 1971-01-21
DE2030918B2 true DE2030918B2 (de) 1977-03-24
DE2030918C3 DE2030918C3 (de) 1977-11-03

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BE752837A (fr) 1971-01-04
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ATA585870A (de) 1975-12-15
AT331859B (de) 1976-08-25
US3649885A (en) 1972-03-14
CH514938A (de) 1971-10-31
FR2050486A1 (de) 1971-04-02
NL161924B (nl) 1979-10-15
SE365069B (de) 1974-03-11
NL6910195A (de) 1971-01-05
FR2050486B1 (de) 1975-01-10
ES381331A1 (es) 1972-12-01
GB1318047A (en) 1973-05-23
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DE2030918A1 (de) 1971-01-21

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