JP2000058846A - Field-effect transistor and its driving method - Google Patents

Field-effect transistor and its driving method

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JP2000058846A JP10229155A JP22915598A JP2000058846A JP 2000058846 A JP2000058846 A JP 2000058846A JP 10229155 A JP10229155 A JP 10229155A JP 22915598 A JP22915598 A JP 22915598A JP 2000058846 A JP2000058846 A JP 2000058846A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance an operating speed without causing reduction in breakdown voltage in a method for driving a sub-gate field-effect transistor for use in a high breakdown-voltage thin film circuit. SOLUTION: This method for driving a field-effect transistor comprises a semiconductive layer 12 in which a source region 41 along a current path, an active region 31, an off-set region 33, and a drain region 42 are arranged in this order; a gate electrode 21 formed on a gate insulation film on the active region 31; and a sub-gate electrode 23 formed by sandwiching a sub-gate insulation film ranging from the gate electrode 21 to the off-set region. At this time, a pulse-like input signal is applied on the gate electrode 21, and also a pulse-like input signal which is independent from the input signal to the gate electrode 21 and synchronizes with the input signal to the gate electrode 21 is applied on the sub-gate electrode 23.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電界効果トラン
ジスタ及びその駆動方法に係り、より詳しくは、高耐圧
薄膜回路に用いられるサブゲート型電界効果トランジス
タ及びその駆動方法に関する。
The present invention relates to a field effect transistor and a method of driving the same, and more particularly, to a sub-gate type field effect transistor used in a high withstand voltage thin film circuit and a method of driving the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】高耐圧薄膜回路に用いられる絶縁ゲート
型電界効果トランジスタでは、動作速度を低下させるこ
となく高電圧で動作させることが要望されている。従
来、この種の電界効果トランジスタは、エレクトロンデ
バイスレター,1996年6月, Vol.11, No.6, p.244, Fig.
1(IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Vol.11, No.6, JU
NE 1990)に記載されているものが知られており、いわ
ゆるサブゲート構造電界効果トランジスタと称される。
その主な構成は、活性領域とドレイン領域の間にオフセ
ット領域が設けられ、サブゲート絶縁膜を挟んで少なく
ともゲート電極端部及びゲート電極端部に隣接するオフ
セット領域を覆うようにサブゲート電極が設けられてい
る。図14は、従来の高耐圧薄膜回路に用いられるサブ
ゲート型のnMOSトランジスタの構成を示す断面図で
あり、このnMOSトランジスタ201は、同図に示す
ように、ガラス基板110上に絶縁性下地層111が形
成され、絶縁性下地層111上に必要な大きさにパター
ニングされた半導体層112が形成されてなっている。
半導体層112には、電流流路に沿ってn型のソース領
域141と、不純物をドープしない活性領域131と、
不純物をドープしないオフセット領域133と、n型の
ドレイン領域142とがこの順に並んで設けられてい
る。また、ソース領域141の上にはコンタクトプラグ
を介してソース電極145が、ドレイン領域142の上
にはコンタクトホールを介してドレイン電極146が、
それぞれ設けられている。活性領域131及びオフセッ
ト領域133を覆って第1の層間絶縁膜151が形成さ
れ、活性領域131上に第1の層間絶縁膜151を挟ん
でゲート電極121が形成されている。活性領域131
とゲート電極121に挟まれた第1の層間絶縁膜151
がゲート絶縁膜となる。また、ゲート電極121を覆っ
て第2の層間絶縁膜152が形成されている。オフセッ
ト領域133上に第1の層間絶縁膜151及び第2の層
間絶縁膜152を挟んでサブゲート電極123が形成さ
れている。オフセット領域133とサブゲート電極12
3に挟まれた第1の層間絶縁膜151及び第2の層間絶
縁膜152がサブゲート絶縁膜となる。
2. Description of the Related Art There is a demand for an insulated gate field effect transistor used in a high withstand voltage thin film circuit to operate at a high voltage without lowering the operation speed. Conventionally, this type of field-effect transistor has been described in Electron Device Letter, June 1996, Vol.11, No.6, p.244, Fig.
1 (IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Vol.11, No.6, JU
NE 1990) is known and is called a so-called sub-gate structure field effect transistor.
Its main configuration is that an offset region is provided between the active region and the drain region, and a sub-gate electrode is provided so as to cover at least the gate electrode end portion and the offset region adjacent to the gate electrode end portion with the sub-gate insulating film interposed therebetween. ing. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a configuration of a sub-gate type nMOS transistor used in a conventional high withstand voltage thin film circuit. As shown in FIG. Is formed, and a semiconductor layer 112 patterned to a required size is formed on the insulating base layer 111.
The semiconductor layer 112 includes an n-type source region 141 along the current flow path, an active region 131 not doped with impurities,
An offset region 133 not doped with an impurity and an n-type drain region 142 are provided in this order. A source electrode 145 is provided on the source region 141 via a contact plug, a drain electrode 146 is provided on the drain region 142 via a contact hole,
Each is provided. A first interlayer insulating film 151 is formed to cover the active region 131 and the offset region 133, and a gate electrode 121 is formed on the active region 131 with the first interlayer insulating film 151 interposed therebetween. Active area 131
First interlayer insulating film 151 sandwiched between gate electrode 121 and gate electrode 121
Becomes a gate insulating film. Further, a second interlayer insulating film 152 is formed to cover the gate electrode 121. Sub-gate electrode 123 is formed on offset region 133 with first interlayer insulating film 151 and second interlayer insulating film 152 interposed therebetween. Offset region 133 and sub-gate electrode 12
The first interlayer insulating film 151 and the second interlayer insulating film 152 sandwiched between the three become the sub-gate insulating film.

【0003】図15は、上記nMOSトランジスタ20
1を用いたnMOSインバータの回路図である。この図
において、ソース電極145は、グランド接続端子16
1を介してグランドラインに接続される。ドレイン電極
146は、負荷抵抗170と電源接続端子162とを介
して、プラスの電源ラインに接続される。出力端子16
3は、ドレイン電極146に接続され、電圧VOUT
出力する。なお、図15において、図14の構成部分と
同一の各部には同一の符号を付してその説明を省略す
る。
FIG. 15 shows the structure of the nMOS transistor 20.
FIG. 2 is a circuit diagram of an nMOS inverter using No. 1. In this figure, the source electrode 145 is connected to the ground connection terminal 16.
1 to the ground line. Drain electrode 146 is connected to a positive power supply line via load resistance 170 and power supply connection terminal 162. Output terminal 16
3 is connected to the drain electrode 146 and outputs a voltage VOUT . 15, the same components as those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0004】上記nMOSトランジスタ201では、サ
ブゲート電極123にサブゲート電圧VFNを印加する
ことによりオフセット領域133の導電率を制御するこ
とができる。図16は、上記サブゲート型電界効果トラ
ンジスタを駆動するためのタイミングチャートである。
サブゲート電極123に一定のサブゲート電圧VFN
印加し、ゲート電圧Vをローレベルとハイレベルに切
り替えることによりそれぞれnMOSトランジスタ20
1をオフ、オンさせる。上記公知例では、図16に示す
ように、サブゲート電極123に印加するサブゲート電
圧VFNをドレイン電圧の半分よりもやや大きい電圧に
設定することにより、nMOSトランジスタ201がオ
フ状態の時ドレイン領域142端の電界のピークを活性
領域131とオフセット領域133の境界付近及びオフ
セット領域133とドレイン領域142の境界付近に分
割して形成することができ、耐圧特性を向上させること
ができるとしている。また、サブゲート電極123にサ
ブゲート電圧VFNを印加することにより、電界効果ト
ランジスタがオン状態の時オフセット領域133の抵抗
値はサブゲート電圧VFNを加えない状態より低くな
る。また、横方向電界による空乏層の形成を抑制するこ
とができるためオン電流の向上が可能となる。
[0004] In the nMOS transistor 201, it is possible to control the conductivity of the offset region 133 by applying a sub-gate voltage V FN to sub-gate electrode 123. FIG. 16 is a timing chart for driving the sub-gate field effect transistor.
By applying a constant sub-gate voltage V FN to the sub-gate electrode 123 and switching the gate voltage V N between a low level and a high level, each of the nMOS transistors 20
Turn 1 off and on. In the above known example, as shown in FIG. 16, by setting the sub-gate voltage V FN applied to the sub-gate electrode 123 to a voltage slightly higher than half of the drain voltage, the drain region 142 is turned off when the nMOS transistor 201 is in the off state. Can be formed near the boundary between the active region 131 and the offset region 133 and near the boundary between the offset region 133 and the drain region 142 to improve the breakdown voltage characteristics. Further, by applying a sub-gate voltage V FN in the sub-gate electrode 123, field effect transistor resistance of the offset region 133 when the ON state is lower than the state without added sub-gate voltage V FN. In addition, since formation of a depletion layer due to a lateral electric field can be suppressed, on-current can be improved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
サブゲート構造nMOSトランジスタ201において、
さらに動作速度を向上させるべく高いオン電流を得よう
とすると、サブゲート電圧VFNを高くする必要があ
る。しかしながら、サブゲート電圧VFNを高くする
と、トランジスタがオフ状態になったときでもオフセッ
ト領域133は反転した状態となるため、活性領域13
1とオフセット領域133の境界付近の電界強度が増
す。このため、nMOSトランジスタ201がオフ状態
の時に耐圧が低下する、という問題が生じる。しかも、
ゲート電極121とサブゲート電極123の間の電位差
が大きくなるために、サブゲート電極123に印加する
ことができる電圧の最大値は、第2の層間絶縁膜152
の耐圧によって制限される。
Incidentally, in such a sub-gate structure nMOS transistor 201,
An attempt to obtain a high ON current in order to further increase the operating speed, it is necessary to increase the sub-gate voltage V FN. However, when the sub-gate voltage VFN is increased, the offset region 133 is in an inverted state even when the transistor is turned off.
1 and the electric field intensity near the boundary between the offset region 133 and the offset region 133 increase. Therefore, there is a problem that the breakdown voltage is reduced when the nMOS transistor 201 is in the off state. Moreover,
Since the potential difference between the gate electrode 121 and the sub-gate electrode 123 increases, the maximum value of the voltage that can be applied to the sub-gate electrode 123 is
Is limited by the pressure resistance of

【0006】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、耐圧の低下を引き起こすことなく、動作速度の
向上を図ることができる電界効果トランジスタ及びその
駆動方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a field effect transistor capable of improving the operation speed without causing a decrease in withstand voltage and a driving method thereof. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、電界効果トランジスタの駆
動方法に係り、電流流路に沿ってソース領域と、活性領
域と、オフセット領域と、ドレイン領域とが設けられた
半導体層と、上記活性領域上のゲート絶縁膜の上に形成
されたゲート電極と、上記ゲート電極から上記オフセッ
ト領域にかけて、かつサブゲート絶縁膜を挟んで少なく
とも上記ゲート電極の端部及び該ゲート電極の端部に隣
接する上記オフセット領域の一部を覆うように形成され
たサブゲート電極を有する電界効果トランジスタの駆動
方法に係り、上記ゲート電極にパルス状の入力信号を印
加するとともに、上記ゲート電極への入力信号から独立
し、上記ゲート電極への入力信号と同期したパルス状の
入力信号を上記サブゲート電極に印加することを特徴と
している。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of driving a field effect transistor, comprising a source region, an active region, and an offset region along a current flow path. A semiconductor layer provided with a drain region, a gate electrode formed on the gate insulating film on the active region, and at least the gate extending from the gate electrode to the offset region and sandwiching a sub-gate insulating film. According to a method for driving a field effect transistor having a sub-gate electrode formed so as to cover a part of the offset region adjacent to an end of an electrode and an end of the gate electrode, a pulse-like input signal is supplied to the gate electrode. And a pulse-shaped input signal independent of the input signal to the gate electrode and synchronized with the input signal to the gate electrode. It is characterized in that applied to the gate electrode.

【0008】請求項2記載の発明は、請求項1記載の電
界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記サブゲート
電極に印加する入力信号の電圧レベルと上記ゲート電極
への入力信号の電圧レベルが異なることを特徴としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the driving method of the field effect transistor according to the first aspect, wherein a voltage level of an input signal applied to the sub-gate electrode is different from a voltage level of an input signal to the gate electrode. It is characterized by.

【0009】請求項3記載の発明は、請求項2記載の電
界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記電界効果ト
ランジスタのソース領域及びドレイン領域はn導電型で
あり、上記電界効果トランジスタのオフ状態において上
記サブゲート電極に印加する入力信号のローレベルが上
記ゲート電極に印加するパルス信号のローレベルより高
く、かつ上記電界効果トランジスタのオン状態において
上記サブゲート電極に印加する入力信号のハイレベルが
上記ゲート電極に印加する入力信号のハイレベルより高
いことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the driving method of the field-effect transistor according to the second aspect, wherein the source region and the drain region of the field-effect transistor are of n-conductivity type, and when the field-effect transistor is off. The low level of the input signal applied to the sub-gate electrode is higher than the low level of the pulse signal applied to the gate electrode, and the high level of the input signal applied to the sub-gate electrode when the field effect transistor is on is higher than the gate electrode. , Which is higher than the high level of the input signal applied to.

【0010】請求項4記載の発明は、請求項3記載の電
界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記電界効果ト
ランジスタのオフ状態において上記サブゲート電極に印
加する入力信号のローレベルが、上記オフセット領域が
空乏化する電圧であり、上記電界効果トランジスタのオ
ン状態において上記サブゲート電極に印加する入力信号
のハイレベルが、少なくとも上記オフセット領域にn型
導電層が形成される電圧であることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the driving method of the field effect transistor according to the third aspect, wherein the low level of the input signal applied to the sub-gate electrode in the off state of the field effect transistor corresponds to the offset region. The depletion voltage is a high level of an input signal applied to the sub-gate electrode when the field-effect transistor is on, which is a voltage at which an n-type conductive layer is formed at least in the offset region.

【0011】請求項5記載の発明は、請求項2記載の電
界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記電界効果ト
ランジスタのソース領域及びドレイン領域はp導電型で
あり、上記電界効果トランジスタのオフ状態において上
記サブゲート電極に印加する入力信号のハイレベルが上
記ゲート電極に印加するパルス信号のハイレベルより低
く、かつ上記電界効果トランジスタのオン状態において
上記サブゲート電極に印加する入力信号のローレベルが
上記ゲート電極に印加する入力信号のローレベルより低
いことを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the driving method of the field effect transistor according to the second aspect, wherein a source region and a drain region of the field effect transistor are of a p-type, and when the field effect transistor is in an off state. The high level of the input signal applied to the sub-gate electrode is lower than the high level of the pulse signal applied to the gate electrode, and the low level of the input signal applied to the sub-gate electrode when the field-effect transistor is on is the low level of the gate electrode. , Which is lower than the low level of the input signal applied to.

【0012】請求項6記載の発明は、請求項5記載の電
界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記電界効果ト
ランジスタのオフ状態において上記サブゲート電極に印
加する入力信号のハイレベルが、上記オフセット領域が
空乏化する電圧であり、上記電界効果トランジスタのオ
ン状態において上記サブゲート電極に印加する入力信号
のローレベルが、上記オフセット領域にp型導電層が形
成される電圧であることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a driving method of the field effect transistor according to the fifth aspect, wherein a high level of an input signal applied to the sub-gate electrode when the field effect transistor is in an off state, and the offset region has a high level. The depletion voltage is a voltage at which a low level of an input signal applied to the sub-gate electrode when the field-effect transistor is on is a voltage at which a p-type conductive layer is formed in the offset region.

【0013】また、請求項7記載の発明に係る電界効果
トランジスタは、電流流路に沿ってn型の第1のソース
領域と、第1の活性領域と、第1のオフセット領域と、
n型の第1のドレイン領域とが設けられた第1の半導体
層と、上記第1の活性領域上の第1のゲート絶縁膜の上
に形成された第1のゲート電極と、上記第1のゲート電
極から上記第1のオフセット領域にかけて、かつ第1の
サブゲート絶縁膜を挟んで少なくとも上記第1のゲート
電極の端部及び該第1のゲート電極の端部に隣接する上
記第1のオフセット領域の一部領域を覆うように形成さ
れた第1のサブゲート電極を有するn型電界効果トラン
ジスタと、電流流路に沿ってp型の第2のソース領域
と、第2の活性領域と、第2のオフセット領域と、p型
の第2のドレイン領域とが設けられた第2の半導体層
と、上記第2の活性領域上の第2のゲート絶縁膜の上に
形成された第2のゲート電極と、上記第2のゲート電極
から上記第2のオフセット領域にかけて、かつ第2のサ
ブゲート絶縁膜を挟んで少なくとも上記第2のゲート電
極の端部及び該第2のゲート電極の端部に隣接する上記
第2のオフセット領域の一部領域を覆うように形成され
た第2のサブゲート電極を有するp型電界効果トランジ
スタとを有し、上記n型電界効果トランジスタと上記p
型電界効果トランジスタとが上記第1のドレイン領域と
上記第2のドレイン領域とを接続して縦続接続され、上
記第1のゲート電極と上記第2のサブゲート電極とが接
続され、かつ上記第2のゲート電極と上記第1のサブゲ
ート電極とが接続されていることを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a field effect transistor, comprising: an n-type first source region, a first active region, a first offset region,
a first semiconductor layer provided with an n-type first drain region; a first gate electrode formed on a first gate insulating film on the first active region; From the gate electrode to the first offset region, and at least an end of the first gate electrode and the first offset adjacent to an end of the first gate electrode with a first sub-gate insulating film interposed therebetween. An n-type field effect transistor having a first sub-gate electrode formed so as to cover a part of the region, a p-type second source region along a current flow path, a second active region, A second semiconductor layer provided with a second offset region, a p-type second drain region, and a second gate formed on a second gate insulating film on the second active region. An electrode and the second offset from the second gate electrode. Over the gate region and at least the end of the second gate electrode and a part of the second offset region adjacent to the end of the second gate electrode with the second sub-gate insulating film interposed therebetween. A p-type field-effect transistor having a second sub-gate electrode formed on the n-type field-effect transistor and the p-type field-effect transistor.
A field-effect transistor connecting the first drain region and the second drain region in cascade, connecting the first gate electrode to the second sub-gate electrode, and Is connected to the first sub-gate electrode.

【0014】請求項8記載の発明は、請求項7記載の電
界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記第1のゲー
ト電極又は上記第2のサブゲート電極にパルス状の入力
信号を印加するとともに、上記第1のゲート電極又は上
記第2のサブゲート電極への入力信号から独立し、上記
第1のゲート電極又は上記第2のサブゲート電極への入
力信号と同期したパルス状の入力信号を上記第2のゲー
ト電極又は上記第1のサブゲート電極に印加することを
特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a driving method of the field effect transistor according to the seventh aspect, wherein a pulse-like input signal is applied to the first gate electrode or the second sub-gate electrode, and The pulse-shaped input signal independent of the input signal to the first gate electrode or the second sub-gate electrode and synchronized with the input signal to the first gate electrode or the second sub-gate electrode is output to the second gate electrode. It is characterized in that the voltage is applied to the gate electrode or the first sub-gate electrode.

【0015】請求項9記載の発明は、請求項8記載の電
界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記第2のゲー
ト電極又は上記第1のサブゲート電極に印加する入力信
号の電圧レベルと上記第1のゲート電極又は上記第2の
サブゲート電極への入力信号の電圧レベルが異なること
を特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a driving method of the field effect transistor according to the eighth aspect, wherein a voltage level of an input signal applied to the second gate electrode or the first sub-gate electrode and the first level are controlled. The voltage level of the input signal to the gate electrode or the second sub-gate electrode is different.

【0016】請求項10記載の発明は、請求項9記載の
電界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記第2のゲ
ート電極又は上記第1のサブゲート電極に印加する入力
信号のローレベルが上記第1のゲート電極又は上記第2
のサブゲート電極に印加するパルス信号のローレベルよ
り高く、かつ上記第2のゲート電極又は上記第1のサブ
ゲート電極に印加する入力信号のハイレベルが上記第1
のゲート電極又は上記第2のサブゲート電極に印加する
入力信号のハイレベルより高いことを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the driving method of the field effect transistor according to the ninth aspect, wherein the low level of the input signal applied to the second gate electrode or the first sub-gate electrode is the first level. Gate electrode or the second
And the high level of the input signal applied to the second gate electrode or the first sub-gate electrode is higher than the low level of the pulse signal applied to the first sub-gate electrode.
Or higher than the high level of the input signal applied to the gate electrode or the second sub-gate electrode.

【0017】請求項11記載の発明は、請求項10記載
の電界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記第1の
ゲート電極又は上記第2のサブゲート電極に印加する入
力信号のローレベルが、上記第2のオフセット領域にp
型導電層が形成され、かつ上記n型電界効果トランジス
タがオフする電圧であり、上記第2のゲート電極又は上
記第1のサブゲート電極に印加する入力信号のローレベ
ルが、上記第1のオフセット領域が空乏化し、かつ上記
p型電界効果トランジスタがオンする電圧であり、上記
第1のゲート電極又は上記第2のサブゲート電極に印加
する入力信号のハイレベルが、上記第2のオフセット領
域が空乏化し、かつ上記n型電界効果トランジスタがオ
ンする電圧であり、上記第2のゲート電極又は上記第1
のサブゲート電極に印加する入力信号のハイレベルが、
上記第1のオフセット領域にn型導電層が形成され、か
つ上記p型電界効果トランジスタがオフする電圧である
ことを特徴としている。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the driving method of the field effect transistor according to the tenth aspect, wherein the low level of the input signal applied to the first gate electrode or the second sub-gate electrode is equal to the low level of the input signal. 2 in the offset area
The n-type field effect transistor is turned off, and the low level of the input signal applied to the second gate electrode or the first sub-gate electrode is set to the first offset region. Is a voltage at which the p-type field effect transistor is turned on, and the high level of the input signal applied to the first gate electrode or the second sub-gate electrode causes the second offset region to be depleted. And a voltage at which the n-type field effect transistor is turned on, and the second gate electrode or the first
High level of the input signal applied to the sub-gate electrode of
An n-type conductive layer is formed in the first offset region, and the p-type field effect transistor is turned off.

【0018】請求項12記載の発明は、電界効果トラン
ジスタの駆動方法に係り、電流流路に沿ってn型の第1
のソース領域と、第1の活性領域と、第1のオフセット
領域と、n型の第1のドレイン領域とが設けられた第1
の半導体層と、上記第1の活性領域上の第1のゲート絶
縁膜の上に形成された第1のゲート電極と、上記第1の
ゲート電極から上記第1のオフセット領域にかけて、か
つ第1のサブゲート絶縁膜を挟んで少なくとも上記第1
のゲート電極の端部及び該第1のゲート電極の端部に隣
接する上記第1のオフセット領域の一部領域を覆うよう
に形成された第1のサブゲート電極を有するn型電界効
果トランジスタと、電流流路に沿ってp型の第2のソー
ス領域と、第2の活性領域と、第2のオフセット領域
と、p型の第2のドレイン領域とが設けられた第2の半
導体層と、上記第2の活性領域上の第2のゲート絶縁膜
の上に形成された第2のゲート電極と、上記第2のゲー
ト電極から上記第2のオフセット領域にかけて、かつ第
2のサブゲート絶縁膜を挟んで少なくとも上記第2のゲ
ート電極の端部及び該第2のゲート電極の端部に隣接す
る上記第2のオフセット領域の一部領域を覆うように形
成された第2のサブゲート電極を有するp型電界効果ト
ランジスタとが上記第1のドレイン領域と上記第2のド
レイン領域とを接続して縦続接続された電界効果トラン
ジスタの駆動方法において、上記第1のゲート電極、上
記第1のサブゲート電極、第2のゲート電極及び上記第
2のサブゲート電極に相互に独立し、かつ同期したパル
ス状の入力信号を印加することを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a driving method of a field-effect transistor, wherein an n-type first transistor is provided along a current flow path.
A first active region, a first active region, a first offset region, and an n-type first drain region.
A first gate electrode formed on a first gate insulating film on the first active region; a first gate electrode extending from the first gate electrode to the first offset region; At least the first
An n-type field effect transistor having a first sub-gate electrode formed so as to cover an end of the gate electrode and a part of the first offset region adjacent to the end of the first gate electrode; A second semiconductor layer provided with a p-type second source region, a second active region, a second offset region, and a p-type second drain region along the current flow path; A second gate electrode formed on the second gate insulating film on the second active region, and a second sub-gate insulating film extending from the second gate electrode to the second offset region. A p having a second sub-gate electrode formed so as to cover at least an end of the second gate electrode and a part of the second offset region adjacent to the end of the second gate electrode. Type field effect transistor A method of driving a cascade-connected field-effect transistor by connecting one drain region and the second drain region, wherein the first gate electrode, the first sub-gate electrode, the second gate electrode, and the second It is characterized in that mutually independent and synchronized pulse-like input signals are applied to the two sub-gate electrodes.

【0019】請求項13記載の発明は、請求項12記載
の電界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記第1の
サブゲート電極に印加する入力信号の電圧レベルと上記
第1のゲート電極に印加する入力信号の電圧レベルが異
なり、かつ上記第2のサブゲート電極に印加する入力信
号の電圧レベルと上記第2のゲート電極への入力信号の
電圧レベルが異なることを特徴としている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the driving method of the field effect transistor according to the twelfth aspect, wherein a voltage level of an input signal applied to the first sub-gate electrode and an input signal applied to the first gate electrode are provided. A voltage level of a signal is different, and a voltage level of an input signal applied to the second sub-gate electrode is different from a voltage level of an input signal to the second gate electrode.

【0020】請求項14記載の発明は、請求項13記載
の電界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記n型電
界効果トランジスタがオフ状態のとき上記p型電界効果
トランジスタがオン状態にあり、上記n型電界効果トラ
ンジスタがオン状態のとき上記p型電界効果トランジス
タがオフ状態にあることを特徴としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the driving method of the field effect transistor according to the thirteenth aspect, wherein the p-type field effect transistor is on when the n-type field effect transistor is off, and the n-type field effect transistor is on. It is characterized in that the p-type field effect transistor is off when the type field effect transistor is on.

【0021】請求項15記載の発明は、請求項13又は
14記載の電界効果トランジスタの駆動方法に係り、上
記n型電界効果トランジスタのオフ状態において上記第
1のサブゲート電極に印加する入力信号のローレベルが
上記第1のゲート電極に印加するパルス信号のローレベ
ルより高く、上記n型電界効果トランジスタのオン状態
において上記第1のサブゲート電極に印加する入力信号
のハイレベルが上記第1のゲート電極に印加する入力信
号のハイレベルより高く、上記p型電界効果トランジス
タのオフ状態において上記第2のサブゲート電極に印加
する入力信号のハイレベルが上記第2のゲート電極に印
加する入力信号のハイレベルより低く、かつ上記p型電
界効果トランジスタのオン状態において上記第2のサブ
ゲート電極に印加する入力信号のローレベルが上記第2
のゲート電極に印加する入力信号のローレベルより低い
ことを特徴としている。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a driving method of the field effect transistor according to the thirteenth or fourteenth aspect, wherein a low level of an input signal applied to the first sub-gate electrode when the n-type field effect transistor is off. The level is higher than the low level of the pulse signal applied to the first gate electrode, and the high level of the input signal applied to the first sub-gate electrode in the ON state of the n-type field effect transistor is higher than the first gate electrode. And the high level of the input signal applied to the second sub-gate electrode in the off state of the p-type field effect transistor is higher than the high level of the input signal applied to the second gate electrode. Lower and applied to the second sub-gate electrode in the ON state of the p-type field effect transistor That the low level of the input signal is the second
, Which is lower than the low level of the input signal applied to the gate electrode.

【0022】また、請求項16記載の発明は、請求項1
5記載の電界効果トランジスタの駆動方法に係り、上記
n型電界効果トランジスタのオフ状態において上記第1
のサブゲート電極に印加する入力信号のローレベルが、
上記第1のオフセット領域が空乏化する電圧であり、上
記n型電界効果トランジスタのオン状態において上記第
1のサブゲート電極に印加する入力信号のハイレベル
が、少なくとも上記第1のオフセット領域にn型導電層
が形成される電圧であり、上記p型電界効果トランジス
タのオフ状態において上記第2のサブゲート電極に印加
する入力信号のハイレベルが、上記第2のオフセット領
域が空乏化する電圧であり、上記p型電界効果トランジ
スタのオン状態において上記第2のサブゲート電極に印
加する入力信号のローレベルが、上記第2のオフセット
領域にp型導電層が形成される電圧であることを特徴と
している。
The invention according to claim 16 is the first invention.
5. The method for driving a field-effect transistor according to item 5, wherein the first transistor is turned off when the n-type field-effect transistor is off.
The low level of the input signal applied to the sub-gate electrode of
The first offset region has a depletion voltage, and a high level of an input signal applied to the first sub-gate electrode when the n-type field-effect transistor is on is at least n-type in the first offset region. A voltage at which a conductive layer is formed, and a high level of an input signal applied to the second sub-gate electrode in an off state of the p-type field effect transistor is a voltage at which the second offset region is depleted; The low level of the input signal applied to the second sub-gate electrode in the ON state of the p-type field effect transistor is a voltage at which a p-type conductive layer is formed in the second offset region.

【0023】[0023]

【作用】この発明の電界効果トランジスタの駆動方法で
は、サブゲート型電界効果トランジスタのゲート電極に
パルス状の入力信号を印加するとともに、ゲート電極へ
の入力信号から独立し、ゲート電極への入力信号と同期
したパルス状の入力信号をサブゲート電極に印加する。
したがって、ゲート電極への印加電圧と独立にサブゲー
ト電極への印加電圧を調整することにより、トランジス
タのオフ状態又はオン状態に合わせてオフセット領域の
状態を切り替えることができる。オフセット領域にサブ
ゲート電極を通して、電界を加えることにより、横方向
電界によってオフセット領域に形成される空乏層の幅を
制御することができる。この空乏層が広がることによ
り、最大電界が低減し、耐圧が向上する。
According to the method of driving a field effect transistor of the present invention, a pulse-like input signal is applied to the gate electrode of the sub-gate type field effect transistor, and the input signal to the gate electrode is independent of the input signal to the gate electrode. A synchronized pulse-like input signal is applied to the sub-gate electrode.
Therefore, by adjusting the voltage applied to the sub-gate electrode independently of the voltage applied to the gate electrode, the state of the offset region can be switched according to the off state or the on state of the transistor. By applying an electric field to the offset region through the sub-gate electrode, the width of the depletion layer formed in the offset region by the lateral electric field can be controlled. By expanding the depletion layer, the maximum electric field is reduced and the withstand voltage is improved.

【0024】また、トランジスタがオン状態になった場
合、活性領域は反転し、キャリアが誘起される。このと
き、ゲート電位とドレイン電位の間の電位となるような
電圧をサブゲート電極に印加してオフセット領域も反転
状態させることで、オフセット領域にキャリアを誘起し
て、オフセット領域の抵抗を下げ、オン電流を増大させ
ることができる。この場合、耐圧は低下するが、トラン
ジスタがオン状態になると、インバータの出力電圧が低
下して行く。このため、トランジスタのドレイン電圧が
低下するので、必要とされる耐圧が低くなる。上記方法
を、n型電界効果トランジスタとp型電界効果トランジ
スタとを、一方がオン状態のとき他方がオフ状態とな
り、一方がオフ状態のとき他方がオン状態になるように
駆動させるこの発明の電界効果トランジスタの駆動方法
にも適用することができる。この場合も上記と同様に耐
圧の向上と共に動作速度の高速化を図ることができる。
When the transistor is turned on, the active region is inverted and carriers are induced. At this time, by applying a voltage that is a potential between the gate potential and the drain potential to the sub-gate electrode and inverting the offset region, carriers are induced in the offset region, the resistance of the offset region is reduced, and the offset region is turned on. The current can be increased. In this case, the breakdown voltage decreases, but when the transistor is turned on, the output voltage of the inverter decreases. Therefore, the required withstand voltage is reduced because the drain voltage of the transistor is reduced. According to the electric field of the present invention, the above method is used to drive an n-type field effect transistor and a p-type field effect transistor so that when one is on, the other is off, and when one is off, the other is on. The present invention can be applied to a driving method of an effect transistor. In this case, as in the above case, the withstand voltage can be improved and the operation speed can be increased.

【0025】また、この発明の電界効果トランジスタで
は、n型電界効果トランジスタとp型電界効果トランジ
スタとを、一方がオン状態のとき他方がオフ状態とな
り、一方がオフ状態のとき他方がオン状態になるように
駆動させた場合、第2のゲート電極又は第1のサブゲー
ト電極に印加する入力信号のローレベルが第1のゲート
電極又は第2のサブゲート電極に印加するパルス信号の
ローレベルより高く、かつ第2のゲート電極又は第1の
サブゲート電極に印加する入力信号のハイレベルが第1
のゲート電極又は第2のサブゲート電極に印加する入力
信号のハイレベルより高くなるように駆動させること
で、n型電界効果トランジスタ及びp型電界効果トラン
ジスタともにオン状態においてオフセット領域にキャリ
アを誘起させ、オフ状態においてオフセット領域により
電界を緩和させることができる。これにより、耐圧の向
上とともに、動作速度の高速化を図ることができる。
In the field-effect transistor of the present invention, the n-type field-effect transistor and the p-type field-effect transistor are such that when one is on, the other is off, and when one is off, the other is on. When driven so that the low level of the input signal applied to the second gate electrode or the first sub-gate electrode is higher than the low level of the pulse signal applied to the first gate electrode or the second sub-gate electrode, The high level of the input signal applied to the second gate electrode or the first sub-gate electrode is the first level.
By driving the input signal applied to the gate electrode or the second sub-gate electrode to be higher than the high level, carriers are induced in the offset region when both the n-type field-effect transistor and the p-type field-effect transistor are on, In the off state, the electric field can be reduced by the offset region. As a result, the withstand voltage can be improved and the operation speed can be increased.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。 ◇第1の実施の形態 図1は、この発明の第1の実施の形態であるサブゲート
型のnMOSトランジスタの構成を示す断面図、図2
は、同nMOSトランジスタを用いたnMOSインバー
タの回路図、また、図3は、同nMOSインバータの動
作を示すタイミングチャートである。まず、同nMOS
トランジスタの構造から説明する。この形態のnMOS
トランジスタ101は、高耐圧薄膜回路に用いて好適な
サブゲート型に係り、図1に示すように、ガラス基板1
上に絶縁性下地層11が形成され、絶縁性下地層11上
に必要な大きさにパターニングされた第1の半導体層1
2が形成されてなっている。第1の半導体層12には、
電流流路に沿ってn型のソース領域41と、不純物をド
ープしない活性領域31と、不純物をドープしないオフ
セット領域33と、n型のドレイン領域42とがこの順
に並んで設けられている。活性領域31及びオフセット
領域33を覆って第1の層間絶縁膜51が形成され、活
性領域31上に第1の層間絶縁膜51を挟んでゲート電
極21が形成されている。活性領域31とゲート電極2
1に挟まれた第1の層間絶縁膜51が第1のゲート絶縁
膜となっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a sub-gate type nMOS transistor according to a first embodiment of the present invention.
Is a circuit diagram of an nMOS inverter using the same nMOS transistor, and FIG. 3 is a timing chart showing an operation of the same nMOS inverter. First, the same nMOS
The structure of the transistor will be described. This form of nMOS
The transistor 101 is of a sub-gate type suitable for use in a high withstand voltage thin film circuit, and as shown in FIG.
An insulating underlayer 11 is formed thereon, and a first semiconductor layer 1 patterned to a required size on the insulating underlayer 11
2 are formed. In the first semiconductor layer 12,
An n-type source region 41, an active region 31 not doped with impurities, an offset region 33 not doped with impurities, and an n-type drain region 42 are provided along the current flow path in this order. A first interlayer insulating film 51 is formed to cover the active region 31 and the offset region 33, and a gate electrode 21 is formed on the active region 31 with the first interlayer insulating film 51 interposed therebetween. Active region 31 and gate electrode 2
The first interlayer insulating film 51 sandwiched between the first and second insulating films 51 serves as a first gate insulating film.

【0027】また、ゲート電極21を覆って第2の層間
絶縁膜52が形成されている。オフセット領域33上に
第1の層間絶縁膜51及び第2の層間絶縁膜52を挟ん
でサブゲート電極23が形成されている。オフセット領
域33とサブゲート電極23に挟まれた第1の層間絶縁
膜51及び第2の層間絶縁膜52が第1のサブゲート絶
縁膜となる。さらに、ソース領域41にはコンタクトホ
ールを介してソース電極45が接続され、ドレイン領域
142にはコンタクトホールを介してドレイン電極46
が接続されている。
Further, a second interlayer insulating film 52 is formed to cover the gate electrode 21. Sub-gate electrode 23 is formed on offset region 33 with first interlayer insulating film 51 and second interlayer insulating film 52 interposed therebetween. The first interlayer insulating film 51 and the second interlayer insulating film 52 sandwiched between the offset region 33 and the sub-gate electrode 23 become the first sub-gate insulating film. Further, a source electrode 45 is connected to the source region 41 through a contact hole, and a drain electrode 46 is connected to the drain region 142 through a contact hole.
Is connected.

【0028】次に、この実施の形態に係るnMOSイン
バータについて説明する。このnMOSインバータは、
図2に示すように、nMOSトランジスタ101と、負
荷抵抗70とから概略構成され、nMOSトランジスタ
101のソース電極45はグランド接続端子61を介し
てグランドラインに接続され、ドレイン電極46は、負
荷抵抗70及び電源接続端子62を介してプラスの電源
ラインに接続されている。また、ドレイン電極46に
は、出力端子63が、負荷抵抗70を介さずに、接続さ
れて、電圧VOUTを出力するようになっている。
Next, an nMOS inverter according to this embodiment will be described. This nMOS inverter,
As shown in FIG. 2, the nMOS transistor 101 and the load resistor 70 are schematically constituted. The source electrode 45 of the nMOS transistor 101 is connected to the ground line via the ground connection terminal 61, and the drain electrode 46 is connected to the load resistor 70. And a positive power line via a power connection terminal 62. Further, an output terminal 63 is connected to the drain electrode 46 without passing through the load resistor 70, and outputs the voltage VOUT .

【0029】次に、図3を参照して、上記構成のnMO
Sインバータの動作について説明する。ゲート電極21
に印加されるゲート電圧(入力信号)Vがローレベル
NLの時、nMOSトランジスタ101はオフ状態に
なる。この場合、サブゲート電圧VFNを最適化し、横
方向電界によってオフセット領域33に形成される空乏
層の幅を制御して、耐圧が最大となるサブゲート電圧V
FNLにする。このサブゲート電圧VFNLはゲート電
圧Vのローレベルよりも高くなる。これにより、横方
向電界のピークが、ドレイン領域42とオフセット領域
33の境界付近とオフセット領域33と活性領域31の
境界付近に分割されるようになり、耐圧が向上する。な
お、nMOSトランジスタ101がオフ状態のとき、n
MOSトランジスタ101のドレイン電極46に接続さ
れた出力端子63には電源電圧V と略等しい電圧V
OUTが出力される。次に、パルス状のゲート電圧V
をローレベルVNLからハイレベルVNHに遷移させる
ときには、サブゲート電圧VFNもゲート電圧Vと同
期させてローレベルVFNLからハイレベルVFNH
遷移させる。
Next, with reference to FIG.
The operation of the S inverter will be described. Gate electrode 21
Gate voltage (input signal) V N to be applied to the case of the low level V NL, nMOS transistor 101 is turned off. In this case, the sub-gate voltage V FN is optimized, the width of the depletion layer formed in the offset region 33 is controlled by the lateral electric field, and the sub-gate voltage V
Change to FNL . This sub-gate voltage V FNL becomes higher than the low level of the gate voltage V N. As a result, the peak of the lateral electric field is divided near the boundary between the drain region 42 and the offset region 33 and near the boundary between the offset region 33 and the active region 31, and the withstand voltage is improved. When the nMOS transistor 101 is off, n
Voltage substantially equal V to the output terminal 63 connected to the drain electrode 46 of the MOS transistor 101 and the power supply voltage V D D
OUT is output. Next, a pulse-like gate voltage V N
Is changed from the low level V NL to the high level V NH , the sub-gate voltage V FN is also changed from the low level V FNL to the high level V FNH in synchronization with the gate voltage V N.

【0030】このとき、サブゲート電圧VFNHをゲー
ト電圧VNHよりも高くし、かつサブゲート電極23直
下のオフセット領域33にn型導電層が形成されるよう
な電圧を印加する。これにより、オフセット領域33に
電子が生じてオフセット領域33の抵抗が下がるため、
より高いオン電流が得られる。nMOSトランジスタ1
01がオン状態のとき、nMOSトランジスタ101の
ドレイン電極46に接続された出力端子63にはグラン
ド電圧VSSと略等しい電圧VOUTが出力される。な
お、ゲート電極21へのパルス信号は、サブゲート電極
23へのゲート信号をレベルシフト回路でレベル変換し
たものを用いてもよい。
At this time, the sub-gate voltage V FNH is set higher than the gate voltage V NH , and a voltage is applied such that an n-type conductive layer is formed in the offset region 33 immediately below the sub-gate electrode 23. Thereby, electrons are generated in the offset region 33 and the resistance of the offset region 33 is reduced.
A higher ON current can be obtained. nMOS transistor 1
01 the on state, substantially equal to voltage V OUT and the ground voltage V SS is an output terminal 63 connected to the drain electrode 46 of the nMOS transistor 101 is output. The pulse signal to the gate electrode 21 may be a signal obtained by level-converting the gate signal to the sub-gate electrode 23 by a level shift circuit.

【0031】このように、この実施の形態によれば、ト
ランジスタ101がオフ状態の時には、オフセット領域
33に形成される空乏層の幅を制御することにより、耐
圧が向上する。また、オン状態では、サブゲート電圧の
上昇に伴い、サブゲート電極23直下のオフセット領域
33に電子が誘起されてオフセット領域33の抵抗が下
がるため、スイッチング特性が向上する。
As described above, according to this embodiment, when the transistor 101 is off, the breakdown voltage is improved by controlling the width of the depletion layer formed in the offset region 33. Further, in the ON state, as the sub-gate voltage rises, electrons are induced in the offset region 33 immediately below the sub-gate electrode 23, and the resistance of the offset region 33 decreases, so that the switching characteristics are improved.

【0032】◇第2の実施の形態 図4は、この発明の第2の実施の形態であるサブゲート
型のpMOSトランジスタの構成を示す断面図、図5
は、同pMOSトランジスタを用いたpMOSインバー
タの回路図、また、図6は、同pMOSインバータの動
作を示すタイミングチャートである。このpMOSトラ
ンジスタの構造は、n型をp型に変えれば、図1に示す
構造と略同一であるが、このpMOSトランジスタ10
2では、図4に示すように、ガラス基板1上に絶縁性下
地層11が形成され、絶縁性下地層11上に必要な大き
さにパターニングされた第2の半導体層13が形成され
ている。第2の半導体層13には、電流流路に沿ってp
型のソース領域44と、不純物をドープしない活性領域
32と、不純物をドープしないオフセット領域34と、
p型のドレイン領域43とがこの順に並んで設けられて
いる。活性領域32及びオフセット領域34を覆って第
1の層間絶縁膜51が形成され、活性領域32上に第1
の層間絶縁膜51を挟んでゲート電極22が形成されて
いる。活性領域32とゲート電極22に挟まれた第1の
層間絶縁膜51が第2のゲート絶縁膜となっている。ま
た、ゲート電極22を覆って第2の層間絶縁膜52が形
成されている。オフセット領域34上に第1の層間絶縁
膜51及び第2の層間絶縁膜52を挟んでサブゲート電
極24が形成されている。オフセット領域34とサブゲ
ート電極24に挟まれた第1の層間絶縁膜51及び第2
の層間絶縁膜52が第2のサブゲート絶縁膜となってい
る。さらに、ソース領域44にはコンタクトホールを介
してソース電極47が設けられ、ドレイン領域43にの
上にはコンタクトホールを介してドレイン電極48が設
けられている。
Second Embodiment FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a sub-gate type pMOS transistor according to a second embodiment of the present invention.
Is a circuit diagram of a pMOS inverter using the pMOS transistor, and FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the pMOS inverter. The structure of this pMOS transistor is substantially the same as that shown in FIG. 1 if the n-type is changed to p-type.
In FIG. 2, as shown in FIG. 4, an insulating base layer 11 is formed on the glass substrate 1, and a second semiconductor layer 13 patterned to a required size is formed on the insulating base layer 11. . The second semiconductor layer 13 has p
Source region 44, active region 32 not doped with impurities, offset region 34 not doped with impurities,
A p-type drain region 43 is provided in this order. A first interlayer insulating film 51 is formed to cover the active region 32 and the offset region 34, and a first interlayer insulating film 51 is formed on the active region 32.
The gate electrode 22 is formed with the interlayer insulating film 51 therebetween. The first interlayer insulating film 51 sandwiched between the active region 32 and the gate electrode 22 serves as a second gate insulating film. Further, a second interlayer insulating film 52 is formed to cover the gate electrode 22. Sub-gate electrode 24 is formed on offset region 34 with first interlayer insulating film 51 and second interlayer insulating film 52 interposed therebetween. The first interlayer insulating film 51 and the second interlayer insulating film 51 sandwiched between the offset region 34 and the sub-gate electrode 24
Is the second sub-gate insulating film. Further, a source electrode 47 is provided on the source region 44 via a contact hole, and a drain electrode 48 is provided on the drain region 43 via a contact hole.

【0033】次に、図5を参照して、pMOSインバー
タの回路構成について説明する。このpMOSトランジ
スタ102では、同図に示すように、ソース電極47
は、プラスの電源接続端子62を介してプラスの電源ラ
インに接続される。ドレイン電極48は、負荷抵抗17
0とグランド接続端子61とを介して、グランドライン
に接続される。出力端子63は、ドレイン電極48に接
続され、電圧VOU を出力する。なお、図5におい
て、図4の構成部分と同一の各部には同一の符号を付し
てその説明を省略する。
Next, the circuit configuration of the pMOS inverter will be described with reference to FIG. In this pMOS transistor 102, as shown in FIG.
Is connected to a positive power line via a positive power connection terminal 62. The drain electrode 48 is connected to the load resistance 17.
0 and the ground connection terminal 61 are connected to the ground line. The output terminal 63 is connected to the drain electrode 48, and outputs a voltage V OU T. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0034】次に、図6を参照して、上記構成のpMO
Sトランジスタの動作について説明する。まず、pMO
Sトランジスタ102のドレイン電極47には電源電圧
DDと略等しい電圧が印加される。ゲート電極22に
印加されるゲート電圧(入力信号)VがハイレベルV
PHの時、pMOSトランジスタ102はオフ状態にな
る。この場合、サブゲート電圧VFPを最適化し、オフ
セット領域34を空乏化させて耐圧が最大となるサブゲ
ート電圧VFPHにする。このサブゲート電圧VFPH
はゲート電圧VのハイレベルVPHよりも低くする。
これにより、横方向電界のピークが、ドレイン領域43
とオフセット領域34の境界付近とオフセット領域34
と活性領域32の境界付近に分割して形成されるように
なり、耐圧が向上する。このとき、pMOSトランジス
タ102のソース電極48と接続した出力端子63には
グランド電圧VSSと略等しい電圧VOUTが出力され
る。次に、ゲート電極22に印加されるゲート電圧(パ
ルス信号)VがハイレベルVPHからローレベルV
PLに遷移する時には、サブゲート電圧VFPもゲート
電圧Vと同期させてハイレベルVFPHからローレベ
ルVFPLに遷移させる。このとき、サブゲート電圧V
FPLをゲート電圧VPLよりも低くし、かつサブゲー
ト電極24直下のオフセット領域34にp型導電層が形
成されるような電圧を印加する。これにより、オフセッ
ト領域34に正孔が生じてオフセット領域34の抵抗が
下がるため、より高いオン電流が得られる。pMOSト
ランジスタ102がオン状態のとき、nMOSトランジ
スタ101はオフ状態にあるため、pMOSトランジス
タ102のソース電極48と接続した出力端子63には
電源電圧VDDと略等しい電圧VOUTが出力される。
なお、ゲート電極22へのパルス信号は、サブゲート電
極24へのゲート信号をレベルシフト回路でレベル変換
したものを用いてもよい。
Next, with reference to FIG.
The operation of the S transistor will be described. First, pMO
A voltage substantially equal to the power supply voltage VDD is applied to the drain electrode 47 of the S transistor 102. Gate voltage applied to the gate electrode 22 (input signal) V P is high level V
At the time of PH , the pMOS transistor 102 is turned off. In this case, to optimize the sub-gate voltage V FP, withstand voltage of the offset region 34 is depleted to the sub-gate voltage V FPH that maximizes. This sub-gate voltage V FPH
Is lower than the high level V PH of the gate voltage V P.
As a result, the peak of the lateral electric field is reduced to the drain region 43.
Near the boundary of the offset area 34 and the offset area 34
And the active region 32 is formed in the vicinity of the boundary, thereby improving the breakdown voltage. In this case, substantially equal to voltage V OUT and the ground voltage V SS is output to the output terminal 63 connected to the source electrode 48 of the pMOS transistor 102. Next, the gate voltage applied to the gate electrode 22 (the pulse signal) V P is low level from the high level V PH V
When the transition to PL, sub-gate voltage V FP also be synchronized with the gate voltage V P by transitioning from a high level V FPH the low level V FPL. At this time, the sub-gate voltage V
The FPL lower than the gate voltage V PL, and applies a voltage such as p-type conductive layer is formed in the offset region 34 immediately below the sub-gate electrode 24. As a result, holes are generated in the offset region 34 and the resistance of the offset region 34 decreases, so that a higher on-current can be obtained. When the pMOS transistor 102 is on, the nMOS transistor 101 is off, so that the output terminal 63 connected to the source electrode 48 of the pMOS transistor 102 outputs a voltage VOUT substantially equal to the power supply voltage VDD .
The pulse signal to the gate electrode 22 may be a signal obtained by level-converting the gate signal to the sub-gate electrode 24 by a level shift circuit.

【0035】このように、この実施の形態によれば、p
MOSトランジスタ102がオフ状態の時には、オフセ
ット領域34に形成される空乏層の幅を制御することに
より、電界集中が緩和され、耐圧が向上する。また、p
MOSトランジスタ102がオン状態のときには、サブ
ゲート電圧の下降に伴い、サブゲート電極24直下のオ
フセット領域34に正孔が誘起されてオフセット領域3
4の抵抗が下がり、スイッチング特性が向上するという
第1の実施の形態と略同じ効果を得ることができる。
Thus, according to this embodiment, p
When the MOS transistor 102 is off, controlling the width of the depletion layer formed in the offset region 34 alleviates the electric field concentration and improves the breakdown voltage. Also, p
When the MOS transistor 102 is on, holes are induced in the offset region 34 immediately below the sub-gate electrode 24 as the sub-gate voltage decreases, and the offset region 3
4, the switching effect is improved and the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0036】◇第3の実施の形態 図7は、この発明の第3の実施の形態であるサブゲート
型のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconduc
tor)インバータの構成を示す断面図、図8は、同CM
OSインバータの回路図、また、図9は、同CMOSイ
ンバータの動作を示すタイミングチャートである。ま
ず、図7を参照して、サブゲート型トランジスタを用い
たCMOSインバータの構造について説明する。この実
施の形態のCMOSインバータは、上記した第1の実施
の形態のnMOSトランジスタ101と、第2の実施の
形態のpMOSトランジスタ102とを、ドレイン電極
46,48を共通にして直列接続したものである。すな
わち、この形態では、nMOSトランジスタ101のド
レイン電極46と、pMOSトランジスタ102のドレ
イン電極48とが、共通のドレイン電極49によって構
成されている。なお、図7において、図1及び図4の構
成部分と対応する各部には、同一の符号を付してその説
明を省略する。
FIG. 7 shows a sub-gate type complementary metal oxide semiconductor (CMOS) according to a third embodiment of the present invention.
tor) sectional view showing the configuration of the inverter, and FIG.
FIG. 9 is a circuit diagram of the OS inverter, and FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the CMOS inverter. First, a structure of a CMOS inverter using a sub-gate transistor will be described with reference to FIG. The CMOS inverter according to this embodiment is obtained by connecting the nMOS transistor 101 according to the first embodiment and the pMOS transistor 102 according to the second embodiment in series with the common drain electrodes 46 and 48. is there. That is, in this embodiment, the drain electrode 46 of the nMOS transistor 101 and the drain electrode 48 of the pMOS transistor 102 are constituted by a common drain electrode 49. In FIG. 7, the same reference numerals are given to the respective portions corresponding to the components in FIGS. 1 and 4, and the description thereof will be omitted.

【0037】また、この実施の形態においては、特に、
nMOSトランジスタ101のソース領域を第1のソー
ス領域とし、活性領域を第1の活性領域とし、オフセッ
ト領域を第1のオフセット領域とし、ドレイン領域を第
1のドレイン領域とし、ゲート電極を第1のゲート電極
とし、サブゲート電極を第1のサブゲート電極とし、p
MOSトランジスタのソース領域を第2のソース領域と
し、活性領域を第2の活性領域とし、オフセット領域を
第2のオフセット領域とし、ドレイン領域を第2のドレ
イン領域とし、ゲート電極を第2のゲート電極とし、サ
ブゲート電極を第2のサブゲート電極として、第1及び
第2の実施の形態と区別する。
In this embodiment, in particular,
The source region of the nMOS transistor 101 is a first source region, the active region is a first active region, the offset region is a first offset region, the drain region is a first drain region, and the gate electrode is a first drain region. A gate electrode, a sub-gate electrode as a first sub-gate electrode, p
The source region of the MOS transistor is a second source region, the active region is a second active region, the offset region is a second offset region, the drain region is a second drain region, and the gate electrode is a second gate. An electrode and a sub-gate electrode as a second sub-gate electrode are distinguished from the first and second embodiments.

【0038】次に、図8を参照して、上記構成のCMO
Sインバータの回路構成について説明する。このCMO
Sインバータが、上述のnMOSインバータ(第1の実
施の形態)やpMOSインバータ(第2の実施の形態)
と大きく異なるのは、相互のトランジスタが負荷抵抗と
して機能するため、負荷抵抗70を廃した点である。共
通のドレイン電極49には、出力端子63が接続され
て、電圧VOUTを出力する。pMOSトランジスタ1
02のソース電極47は電源接続端子62を介して電源
ラインに接続されている。一方、nMOSトランジスタ
101のソース電極45は、グランド接続端子61を介
してグランドラインに接続されている。
Next, with reference to FIG.
The circuit configuration of the S inverter will be described. This CMO
The S inverter is an nMOS inverter (first embodiment) or a pMOS inverter (second embodiment) described above.
The difference from the above is that the load resistor 70 is eliminated because the transistors function as load resistors. The output terminal 63 is connected to the common drain electrode 49 to output the voltage VOUT . pMOS transistor 1
The source electrode 47 is connected to a power supply line via a power supply connection terminal 62. On the other hand, the source electrode 45 of the nMOS transistor 101 is connected to a ground line via a ground connection terminal 61.

【0039】次に、図9を参照して、CMOSインバー
タの動作について説明する。nMOSトランジスタ10
1がオフ状態の時、pMOSトランジスタ102がオン
状態になるように、逆に、nMOSトランジスタ101
がオン状態の時、pMOSトランジスタ102がオフ状
態になるように動作させる。
Next, the operation of the CMOS inverter will be described with reference to FIG. nMOS transistor 10
On the contrary, when the nMOS transistor 101 is in the off state, the pMOS transistor 102 is in the on state.
Is turned on, the pMOS transistor 102 is turned off.

【0040】まず、nMOSトランジスタ101の動作
について説明する。ゲート電極21に印加されるゲート
電圧(入力信号)VがローレベルVNLの時、nMO
Sトランジスタ101はオフ状態になる。この場合、サ
ブゲート電圧VFNを最適化し、オフセット領域33を
空乏化させて耐圧が最大となるサブゲート電圧VFN
にする。このサブゲート電圧VFNLはゲート電圧V
のローレベルよりも高くなる。これにより、オフセット
領域33に形成される空乏層の幅を制御することによ
り、電界集中が緩和され、耐圧が向上する。なお、nM
OSトランジスタ101がオフ状態のとき、pMOSト
ランジスタ102はオン状態にあるため、nMOSトラ
ンジスタ101のドレイン電極46及びドレイン電極4
6と接続した出力端子63には電源電圧VDDと略等し
い電圧VOUTが出力される。
First, the operation of the nMOS transistor 101 will be described. When the gate voltage (input signal) V N applied to the gate electrode 21 is at the low level V NL , nMO
S transistor 101 is turned off. In this case, to optimize the sub-gate voltage V FN, sub-gate voltage withstand voltage becomes maximum in the offset region 33 is depleted V FN L
To This sub-gate voltage V FNL is equal to the gate voltage V N
Higher than the low level. Thus, by controlling the width of the depletion layer formed in the offset region 33, the electric field concentration is reduced and the breakdown voltage is improved. Note that nM
When the OS transistor 101 is off, the pMOS transistor 102 is on, so that the drain electrode 46 and the drain electrode 4 of the nMOS transistor 101
A voltage V OUT substantially equal to the power supply voltage V DD is output from an output terminal 63 connected to the power supply voltage V DD .

【0041】次に、パルス状のゲート電圧Vをローレ
ベルVNLからハイレベルVNHに遷移させるときに
は、サブゲート電圧VFNもゲート電圧Vと同期させ
てローレベルVFNLからハイレベルVFNHに遷移さ
せる。このとき、サブゲート電圧VFNHをゲート電圧
NHよりも高くし、かつサブゲート電極23直下のオ
フセット領域33にn型導電層が形成されるような電圧
を印加する。これにより、オフセット領域33に電子が
生じてオフセット領域33の抵抗が下がるため、より高
いオン電流が得られる。nMOSトランジスタ101が
オン状態のとき、PMOSトランジスタ102はオフ状
態にあるため、nMOSトランジスタ101のドレイン
電極46に接続された出力端子63にはグランド電圧V
SSと略等しい電圧VOUTが出力される。なお、ゲー
ト電極21へのパルス信号は、サブゲート電極23への
ゲート信号をレベルシフト回路でレベル変換したものを
用いてもよい。
Next, pulsed gate voltage V N from the low level V NL of when to transition to a high level V NH is sub-gate voltage V FN is also the gate voltage V N synchronized with allowed by the high level V FNH from the low level V FNL Transition to. At this time, the sub-gate voltage V FNH is set higher than the gate voltage V NH , and a voltage is applied such that an n-type conductive layer is formed in the offset region 33 immediately below the sub-gate electrode 23. Thereby, electrons are generated in the offset region 33 and the resistance of the offset region 33 is reduced, so that a higher on-current can be obtained. When the nMOS transistor 101 is on, the PMOS transistor 102 is off. Therefore, the ground voltage V is applied to the output terminal 63 connected to the drain electrode 46 of the nMOS transistor 101.
A voltage V OUT substantially equal to SS is output. The pulse signal to the gate electrode 21 may be a signal obtained by level-converting the gate signal to the sub-gate electrode 23 by a level shift circuit.

【0042】次に、pMOSトランジスタの動作につい
て説明する。ゲート電極22に印加されるゲート電圧
(入力信号)VがハイレベルVPHの時、pMOSト
ランジスタ102はオフ状態になる。この場合、サブゲ
ート電圧VFPを最適化し、オフセット領域34を空乏
化させて耐圧が最大となるサブゲート電圧VFPHにす
る。このサブゲート電圧VFPHはゲート電圧Vのハ
イレベルVPHよりも低くする。これにより、オフセッ
ト領域34に形成される空乏層の幅を制御することによ
り、電界集中が緩和され、耐圧が向上する。pMOSト
ランジスタ102がオフ状態のとき、nMOSトランジ
スタ101はオン状態にあるため、pMOSトランジス
タ102のソース電極48に接続された出力端子63に
はグランド電圧V SSと略等しいVOUTが出力され
る。なお、pMOSトランジスタ102のドレイン電極
47には電源電圧VDDと略等しい電圧が印加される。
Next, the operation of the pMOS transistor will be described.
Will be explained. Gate voltage applied to gate electrode 22
(Input signal) VPIs high level VPHAt the time of pMOS
The transistor 102 is turned off. In this case,
Port voltage VFPAnd deplete the offset region 34
Sub-gate voltage V at which the breakdown voltage is maximizedFPHNasu
You. This sub-gate voltage VFPHIs the gate voltage VPNo ha
Level IPHLower than As a result, the offset
By controlling the width of the depletion layer formed in the
As a result, the electric field concentration is reduced, and the breakdown voltage is improved. pMOS transistor
When the transistor 102 is off, the nMOS transistor
Since the star 101 is in the ON state, the pMOS transistor
The output terminal 63 connected to the source electrode 48 of the
Is the ground voltage V SSV approximately equal toOUTIs output
You. The drain electrode of the pMOS transistor 102
47 has a power supply voltage VDDIs applied.

【0043】次に、ゲート電極22に印加されるゲート
電圧(パルス信号)VがハイレベルVPHからローレ
ベルVPLに遷移する時には、サブゲート電圧VFP
ゲート電圧Vと同期させてハイレベルVFPHからロ
ーレベルVFPLに遷移させる。このとき、サブゲート
電圧VFPLをゲート電圧VFPLよりも低くし、かつ
サブゲート電極24直下のオフセット領域34にp型導
電層が形成されるような電圧を印加する。これにより、
オフセット領域34に正孔が生じてオフセット領域34
の抵抗が下がるため、より高いオン電流が得られる。p
MOSトランジスタ102がオン状態のとき、nMOS
トランジスタ101はオフ状態にあるため、pMOSト
ランジスタ102のソース電極48と接続した出力端子
63には電源電圧VDDと略等しい電圧VOUTが出力
される。なお、ゲート電極22へのパルス信号は、サブ
ゲート電極24へのゲート信号をレベルシフト回路でレ
ベル変換したものを用いてもよい。
[0043] Next, the sub-gate voltage V FP also be synchronized with the gate voltage V P when the gate voltage applied to the gate electrode 22 (the pulse signal) V P changes from a high level V PH to the low level V PL High A transition is made from the level V FPH to the low level V FPL . At this time, the sub-gate voltage V FPL lower than the gate voltage V FPL, and p-type conductive layer for applying a voltage as formed in the offset region 34 immediately below the sub-gate electrode 24. This allows
Holes are generated in the offset region 34 and the offset region 34
, A higher on-current can be obtained. p
When the MOS transistor 102 is on, the nMOS
Since the transistor 101 is off, a voltage V OUT substantially equal to the power supply voltage V DD is output to the output terminal 63 connected to the source electrode 48 of the pMOS transistor 102. The pulse signal to the gate electrode 22 may be a signal obtained by level-converting the gate signal to the sub-gate electrode 24 by a level shift circuit.

【0044】以上のように、この第3の実施の形態によ
れば、nMOSトランジスタ又はpMOSトランジスタ
がオフ状態の時には、オフセット領域に形成される空乏
層の幅を制御することにより、電界集中が緩和され、耐
圧が向上する。また、nMOSトランジスタ又はpMO
Sトランジスタがオン状態のときには、サブゲート電圧
により、サブゲート電極直下のオフセット領域にキャリ
アが誘起されてオフセット領域の抵抗が下がり、スイッ
チング特性が向上するという、第1及び第2の実施の形
態と略同じ効果を得ることができる。
As described above, according to the third embodiment, when the nMOS transistor or the pMOS transistor is off, the electric field concentration is reduced by controlling the width of the depletion layer formed in the offset region. As a result, the breakdown voltage is improved. Also, an nMOS transistor or pMO
When the S transistor is in the ON state, carriers are induced in the offset region immediately below the sub-gate electrode by the sub-gate voltage, so that the resistance of the offset region decreases and the switching characteristics are improved, which is substantially the same as the first and second embodiments. The effect can be obtained.

【0045】◇第4の実施の形態 図10は、この発明の第4の実施の形態であるCMOS
インバータの動作を示すタイミングチャートである。第
3の実施の形態では、nMOSトランジスタ101及び
pMOSトランジスタ102の両方のサブゲート電極に
ゲート電極へのパルス信号と同期させたパルス信号を入
力するようにしたが、nMOSトランジスタ101とp
MOSトランジスタ102との間で特性が著しく異なる
場合、図10に示すような、この実施の形態の駆動方法
を適用することができる。この場合、pMOSトランジ
スタ102のサブゲート電極24に印加されるサブゲー
ト電位VFPを一定の固定電位とする。そして、nMO
Sトランジスタ101のサブゲート電極23のみに、各
トランジスタのゲート電極へのパルス信号V,V
同期させてゲート電極21へのパルス信号がローレベル
の時にV NL、ハイレベルの時にVFNHのパルスを
入力する。これにより、nMOSトランジスタ101の
オフ状態では、サブゲート電極23に印加したサブゲー
ト電圧VFNLにより、オフセット領域33に形成され
る空乏層の幅を制御できるため、耐圧が向上する。ま
た、nMOSトランジスタ101のオン状態では、nM
OSトランジスタ101のサブゲート電圧のVDDへの
上昇に伴い、サブゲート電極23直下のオフセット領域
33に電子が誘起されて抵抗が下がり、スイッチング特
性が向上する。また、pMOSトランジスタ102のオ
フ状態では、サブゲート電極24に印加した一定のサブ
ゲート電圧VFPHにより、オフセット領域34に形成
される空乏層の幅を制御することにより、電界集中が緩
和され、耐圧が向上する。また、pMOSトランジスタ
102のオン状態では、一定のサブゲート電圧VFPH
により、サブゲート電極24直下のオフセット領域34
に正孔が誘起されて抵抗が下がり、スイッチング特性が
向上する。なお、この場合、pMOSトランジスタ10
2への入力信号は固定されているため、オフ状態でオフ
セット領域が空乏化し、オン状態でキャリアが誘起され
るとは限らず、また、耐圧が下がるかもしれない。した
がって、pMOSトランジスタ102の耐圧がnMOS
トランジスタ101の耐圧と比べてかなり高い場合に適
用するのに適している。
Fourth Embodiment FIG. 10 shows a CMOS according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a timing chart illustrating an operation of the inverter. In the third embodiment, the pulse signal synchronized with the pulse signal to the gate electrode is input to the sub-gate electrodes of both the nMOS transistor 101 and the pMOS transistor 102.
When the characteristics are significantly different from those of the MOS transistor 102, the driving method of this embodiment as shown in FIG. 10 can be applied. In this case, the sub-gate potential V FP applied to the sub-gate electrode 24 of the pMOS transistor 102 and a constant fixed potential. And nMO
Only the sub-gate electrode 23 of the S transistor 101, V FNH when V F NL, the high level when the pulse signal is the low level to the pulse signal V N, the gate in synchronization with the V P electrode 21 to the gate electrode of each transistor Input pulse. Thus, in the OFF state of the nMOS transistor 101, the sub-gate voltage V FNL applied to the sub-gate electrode 23, it is possible to control the width of the depletion layer formed in the offset region 33, the breakdown voltage is improved. When the nMOS transistor 101 is on, nM
As the sub-gate voltage of the OS transistor 101 increases to VDD , electrons are induced in the offset region 33 immediately below the sub-gate electrode 23, whereby the resistance decreases and the switching characteristics improve. In the off state of the pMOS transistor 102, the electric field concentration is reduced by controlling the width of the depletion layer formed in the offset region 34 by the constant sub-gate voltage V FPH applied to the sub-gate electrode 24, and the breakdown voltage is improved. I do. In addition, when the pMOS transistor 102 is in the on state, the constant sub-gate voltage V FPH
As a result, the offset region 34 immediately below the sub-gate electrode 24
Then, holes are induced to reduce the resistance, and the switching characteristics are improved. In this case, the pMOS transistor 10
Since the input signal to 2 is fixed, the offset region is depleted in the off state, carriers are not necessarily induced in the on state, and the breakdown voltage may decrease. Therefore, the withstand voltage of the pMOS transistor 102 becomes nMOS
This is suitable for application when the withstand voltage of the transistor 101 is significantly higher than that of the transistor 101.

【0046】◇第5の実施の形態 図11は、この発明の第5の実施の形態であるCMOS
インバータの動作を示すタイミングチャートである。こ
の実施の形態が、上述の第4の実施の形態と大きく異な
るところは、nMOSトランジスタ101のサブゲート
電極23に印加するサブゲート電圧VFNを一定の固定
電位VFNLにすると共に、各トランジスタのゲート電
極へのパルス信号V,Vに同期させてpMOSトラ
ンジスタ102のサブゲート電極24にローレベルがV
FPL、ハイレベルがVFPHのパルス信号を入力する
ようにした点である。 図11に示すように、この構成
によっても、nMOSトランジスタ101又はpMOS
トランジスタ102がオフ状態の時には、サブゲート電
圧により、オフセット領域に形成される空乏層の幅が制
御され、耐圧が向上する。また、nMOSトランジスタ
101又はpMOSトランジスタ102がオン状態のと
きは、サブゲート電圧により、サブゲート電極直下のオ
フセット領域にキャリアが誘起されてオフセット領域の
抵抗が下がり、スイッチング特性が向上するという第5
の実施の形態と略同じ効果を得ることができる。なお、
この場合、nMOSトランジスタ101への入力信号は
固定されているため、オフ状態でオフセット領域が空乏
化し、オン状態でキャリアが誘起されるとは限らず、ま
た耐圧が下がるかもしれない。したがって、nMOSト
ランジスタ101の耐圧がpMOSトランジスタ102
の耐圧と比べてかなり高い場合に適用するのに適してい
る。
Fifth Embodiment FIG. 11 shows a CMOS according to a fifth embodiment of the present invention.
5 is a timing chart illustrating an operation of the inverter. This embodiment is significantly different from the above-described fourth embodiment in that the sub-gate voltage V FN applied to the sub-gate electrode 23 of the nMOS transistor 101 is set to a constant fixed potential V FNL and the gate electrode of each transistor is changed. pulse signal V N, the low level to the sub-gate electrode 24 of the pMOS transistor 102 in synchronization with the V P is V to
The point is that a pulse signal whose FPL is at a high level of V FPH is input. As shown in FIG. 11, even with this configuration, the nMOS transistor 101 or the pMOS
When the transistor 102 is off, the width of the depletion layer formed in the offset region is controlled by the sub-gate voltage, so that the breakdown voltage is improved. Further, when the nMOS transistor 101 or the pMOS transistor 102 is in the ON state, carriers are induced in the offset region immediately below the sub-gate electrode due to the sub-gate voltage, and the resistance of the offset region decreases, thereby improving the switching characteristics.
It is possible to obtain substantially the same effect as that of the embodiment. In addition,
In this case, since the input signal to the nMOS transistor 101 is fixed, the offset region is depleted in the off state, carriers are not necessarily induced in the on state, and the breakdown voltage may decrease. Therefore, the withstand voltage of the nMOS transistor 101 is
It is suitable to be applied when the pressure resistance is considerably higher than the withstand voltage.

【0047】◇第6の実施の形態 次に、この発明の第6の実施の形態について説明する。
図12は、この発明の第6の実施の形態であるCMOS
インバータの回路図、図13は、同CMOSインバータ
の動作を示すタイミングチャートである。なお、素子構
造は、ゲート電極とサブゲート電極相互の接続関係を除
けば、図7に示すCMOSトランジスタの構造と同じで
ある。図12に示すように、nMOSトランジスタ10
1とpMOSトランジスタ102を用いてCMOSイン
バータを形成する点では、第3の実施の形態と同じであ
るが、サブゲート電極23,24及びゲート電極21,
22に相互に独立したパルス信号を入力している第3の
実施の形態に対して、この実施の形態では、一方のトラ
ンジスタ101のゲート電極21に入力するパルス信号
を他方のトランジスタ102のサブゲート電極24に入
力するパルス信号として用いている点、及び他方のトラ
ンジスタ102のゲート電極22に入力するパルス信号
を一方のトランジスタ101のサブゲート電極23に入
力するパルス信号として用いている点で、第3の実施の
形態と相違する。第6の実施の形態は、特に、ゲート電
極21,22に入力するパルス信号の振幅が大きい場合
に適している。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12 shows a CMOS according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a timing chart showing the operation of the CMOS inverter. The element structure is the same as the structure of the CMOS transistor shown in FIG. 7 except for the connection between the gate electrode and the sub-gate electrode. As shown in FIG.
1 and the pMOS transistor 102 to form a CMOS inverter, which is the same as the third embodiment, except that the sub-gate electrodes 23 and 24 and the gate electrodes 21 and
In contrast to the third embodiment in which mutually independent pulse signals are input to the transistor 22, in this embodiment, the pulse signal input to the gate electrode 21 of one transistor 101 is applied to the sub-gate electrode of the other transistor 102. The third point is that a pulse signal input to the gate electrode 22 of the other transistor 102 is used as a pulse signal input to the sub-gate electrode 23 of the one transistor 101. This is different from the embodiment. The sixth embodiment is particularly suitable when the amplitude of a pulse signal input to the gate electrodes 21 and 22 is large.

【0048】この具体的な構成は、nMOSトランジス
タ101のドレイン領域(第1のドレイン領域)42と
pMOSトランジスタ102のドレイン領域(第2のド
レイン領域)44とが接続されて、nMOSトランジス
タ101とpMOSトランジスタ102とが縦続接続さ
れている。そして、nMOSトランジスタ101のゲー
ト電極(第1のゲート電極)21とpMOSトランジス
タ102のサブゲート電極(第2のサブゲート電極)2
4とが接続され、かつpMOSトランジスタ102のゲ
ート電極(第2のゲート電極)22とnMOSトランジ
スタ101のサブゲート電極(第1のサブゲート電極)
23とが接続されていることを特徴としている。その他
の構成は、pMOSトランジスタ102のソース電極4
7は、電源接続端子62を介して、電源ラインに接続さ
れ、nMOSトランジスタ101のソース電極45は、
グランド接続端子61を介して、グランドラインに接続
されている。
In this specific configuration, the drain region (first drain region) 42 of the nMOS transistor 101 and the drain region (second drain region) 44 of the pMOS transistor 102 are connected, and the nMOS transistor 101 and the pMOS transistor The transistor 102 is cascaded. Then, the gate electrode (first gate electrode) 21 of the nMOS transistor 101 and the sub-gate electrode (second sub-gate electrode) 2 of the pMOS transistor 102
4 and the gate electrode (second gate electrode) 22 of the pMOS transistor 102 and the sub-gate electrode (first sub-gate electrode) of the nMOS transistor 101
23 is connected. Other configurations include the source electrode 4 of the pMOS transistor 102.
7 is connected to a power supply line via a power supply connection terminal 62, and the source electrode 45 of the nMOS transistor 101 is
It is connected to a ground line via a ground connection terminal 61.

【0049】次に、図13を参照して、この形態のCM
OSインバータの動作について説明する。nMOSトラ
ンジスタ101のゲート電極21に入力されるパルス信
号VIN のローレベルをVSSとし、ハイレベルをV
NHとする。また、pMOSトランジスタ102のゲー
ト電極に入力されるパルス信号VINPのローレベルを
PLとし、ハイレベルをVDDとする。ここで、nM
OSトランジスタ101のゲート電極21に入力される
パルス信号がローレベルVSSであり、かつpMOSト
ランジスタ102のゲート電極22に入力されるパルス
信号がローレベルVPLである時には、nMOSトラン
ジスタ101はオフ状態、pMOSトランジスタ102
はオン状態となる。このとき、pMOSトランジスタ1
02のサブゲート電極24の電位はVSSになり、nM
OSトランジスタのサブゲート電極23の電位はVPL
になる。
Next, referring to FIG.
The operation of the OS inverter will be described. nMOS tiger
Pulse signal input to the gate electrode 21 of the transistor 101
Issue VIN NLow level of VSSAnd the high level is V
NHAnd The gate of the pMOS transistor 102
Pulse signal V input to theINPThe low level of
V PLAnd the high level is VDDAnd Where nM
Input to the gate electrode 21 of the OS transistor 101
Pulse signal is low level VSSAnd the pMOS transistor
Pulse input to the gate electrode 22 of the transistor 102
Signal is low level VPL, The nMOS transistor
The transistor 101 is off, the pMOS transistor 102
Is turned on. At this time, the pMOS transistor 1
02 has a potential of VSSBecomes nM
The potential of the sub-gate electrode 23 of the OS transistor is VPL
become.

【0050】この場合、サブゲート電圧VPLを最適化
し、オフセット領域33を空乏化させて耐圧が最大とな
る電圧にする。この電圧はゲート電圧VINNのローレ
ベルVSSよりも高くなる。これにより、横方向電界の
ピークが、ドレイン領域42とオフセット領域33の境
界付近とオフセット領域33と活性領域31の境界付近
に分割されるようになり、耐圧が向上する。pMOSト
ランジスタ102においてはサブゲート電圧がVSS
等しくなるので、サブゲート電極24下のオフセット領
域33に正孔が誘起されてオフセット領域33の抵抗が
下がり、オン電流が増加する。
[0050] In this case, to optimize the sub-gate voltage V PL, withstand voltage of the offset region 33 is depleted to the voltage becomes maximum. This voltage is higher than the low level V SS of the gate voltage V INN. As a result, the peak of the lateral electric field is divided near the boundary between the drain region 42 and the offset region 33 and near the boundary between the offset region 33 and the active region 31, and the withstand voltage is improved. Since sub-gate voltage becomes equal to V SS in the pMOS transistor 102, holes are induced decreases the resistance of the offset region 33 in the sub-gate electrode 24 under the offset region 33, the on-current is increased.

【0051】一方、nMOSトランジスタ101のゲー
ト電極21へのパルス信号がハイレベルVNHであり、
pMOSトランジスタ102のゲート電極22へのパル
ス信号がハイレベルVDDである時には、nMOSトラ
ンジスタ101はオン状態となり、PMOSトランジス
タ102はオフ状態となる。このとき、pMOSトラン
ジスタのサブゲート電位はVNH、nMOSトランジス
タのサブゲート電位はVDDとなる。
On the other hand, the pulse signal to the gate electrode 21 of the nMOS transistor 101 is at the high level V NH ,
When the pulse signal to the gate electrode 22 of the pMOS transistor 102 is at the high level VDD , the nMOS transistor 101 is turned on and the PMOS transistor 102 is turned off. At this time, the subgate potential of the pMOS transistor is V NH , and the subgate potential of the nMOS transistor is V DD .

【0052】この場合、サブゲート電圧VNHを最適化
し、オフセット領域34を空乏化させて耐圧が最大とな
る電圧にする。この電圧はゲート電圧VINPのハイレ
ベルVDDよりも低くなる。これにより、オフセット領
域33に形成される空乏層の幅が広がり、最大電界が低
減するため、耐圧が向上する。nMOSトランジスタ1
01においてはサブゲート電圧がVDDと等しくなるの
で、サブゲート電極23直下のオフセット領域33に電
子が誘起されてオフセット領域33の抵抗が下がりオン
電流が増加する。
In this case, the sub-gate voltage V NH is optimized, and the offset region 34 is depleted to a voltage at which the breakdown voltage is maximized. This voltage becomes lower than the high level V DD of the gate voltage V INP . As a result, the width of the depletion layer formed in the offset region 33 is increased, and the maximum electric field is reduced, so that the breakdown voltage is improved. nMOS transistor 1
In 01, since the sub-gate voltage becomes equal to VDD , electrons are induced in the offset region 33 immediately below the sub-gate electrode 23, so that the resistance of the offset region 33 decreases and the on-current increases.

【0053】したがって、この構成によっても、第1及
び第2の実施の形態で説明したと略同様の効果を得るこ
とができる。また、相互のトランジスタ101,102
のゲート電極21,22とサブゲート電極23,24に
それぞれ印加する電圧の大小関係を利用して、ゲート電
極21,22とサブゲート電極23,24を相互に配線
接続することによりレベルシフト回路を用いなくてもよ
いようにしているので、素子構造を簡略化することがで
きる。
Therefore, even with this configuration, substantially the same effects as described in the first and second embodiments can be obtained. Further, the mutual transistors 101 and 102
The gate electrodes 21 and 22 and the sub-gate electrodes 23 and 24 are interconnected by utilizing the magnitude relationship of the voltages applied to the gate electrodes 21 and 22 and the sub-gate electrodes 23 and 24, respectively, so that a level shift circuit is not used. Since it may be possible, the element structure can be simplified.

【0054】以上、この発明の実施の形態を図面により
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限ら
れるものではなくこの発明の要旨を逸脱しない範囲の設
計変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上記
実施の形態では、ゲート電極とサブゲート電極への入力
信号の供給を別々に行っているが、ゲート電極とサブゲ
ート電極の間をレベルシフト回路で接続し、ゲート電極
とサブゲート電極のうち何れか一方の電極に入力信号を
供給するようにしてもよい。この場合、他の電極にはレ
ベルシフト回路により印加電圧よりも小さい電圧が印加
されることになる。また、サブゲート電極にゲート電圧
とドレイン電圧の間の電圧を印加しているが、当該トラ
ンジスタがオフ状態のときオフセット領域が空乏化し、
オン状態のときオフセット領域にキャリアが誘起される
様な電圧であればよい。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the embodiments, and there are design changes and the like within a range not departing from the gist of the present invention. Is also included in the present invention. For example, in the above embodiment, the input signals are separately supplied to the gate electrode and the sub-gate electrode. However, the gate electrode and the sub-gate electrode are connected by a level shift circuit, and any one of the gate electrode and the sub-gate electrode is used. An input signal may be supplied to one of the electrodes. In this case, a voltage lower than the applied voltage is applied to the other electrodes by the level shift circuit. In addition, although a voltage between the gate voltage and the drain voltage is applied to the sub-gate electrode, the offset region is depleted when the transistor is off,
Any voltage may be used as long as carriers are induced in the offset region in the on state.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、活性領域とドレイン領域の間に設けられたオフ
セット領域の状態を制御するサブゲート電極を有するサ
ブゲート型絶縁ゲート型電界効果トランジスタの駆動方
法において、ゲート電極に印加する入力信号から独立
し、かつその入力信号と同期したパルス状の入力信号を
サブゲート電極に印加するという基本構成に基づき、ト
ランジスタのオフ状態又はオン状態に合わせてオフセッ
ト領域を空乏化し、あるいは反転させてキャリアを誘起
させ、高耐圧かつ高速応答を実現できる。
As described above, according to the structure of the present invention, there is provided a sub-gate insulated gate field-effect transistor having a sub-gate electrode for controlling the state of an offset region provided between an active region and a drain region. In the driving method, based on a basic configuration in which a pulse-shaped input signal independent of an input signal applied to the gate electrode and synchronized with the input signal is applied to the sub-gate electrode, an offset is set in accordance with an off state or an on state of the transistor. By depleting or inverting the region to induce carriers, high withstand voltage and high-speed response can be realized.

【0056】また、ドレインを共通にしてn型絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタとp型絶縁ゲート型電界効果
トランジスタとを縦続接続したサブゲート型絶縁ゲート
型電界効果トランジスタ及びその駆動方法において、相
互のトランジスタ間でゲート電極とサブゲート電極とを
接続することにより、一方のトランジスタのゲート電極
及びサブゲート電極に同期したパルス状の入力信号を印
加するだけで両方のトランジスタのオフ状態又はオン状
態に合わせてオフセット領域を空乏化し、あるいは反転
させてキャリアを誘起させ、高耐圧かつ高速応答を実現
することができる。
In a sub-gate insulated gate field-effect transistor in which an n-type insulated gate field-effect transistor and a p-type insulated gate field-effect transistor are cascaded with a common drain, and a method of driving the same, By connecting the gate electrode and the sub-gate electrode with each other, only applying a pulse-like input signal synchronized with the gate electrode and the sub-gate electrode of one transistor allows the offset region to be adjusted according to the off state or the on state of both transistors. Carriers are induced by depletion or inversion, and high breakdown voltage and high-speed response can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態であるnMOSト
ランジスタの構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an nMOS transistor according to a first embodiment of the present invention;

【図2】同nMOSトランジスタを用いたnMOSイン
バータの回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of an nMOS inverter using the same nMOS transistor.

【図3】同nMOSインバータの動作を示すタイミング
チャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing an operation of the nMOS inverter.

【図4】この発明の第2の実施の形態であるpMOSト
ランジスタの構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a pMOS transistor according to a second embodiment of the present invention;

【図5】同pMOSトランジスタを用いたpMOSイン
バータの回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a pMOS inverter using the same pMOS transistor.

【図6】同pMOSインバータの動作を示すタイミング
チャートである。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the pMOS inverter.

【図7】図7は、この発明の第3の実施の形態であるサ
ブゲート型のCMOSインバータの構成を示す断面図で
ある。
FIG. 7 is a sectional view showing a configuration of a sub-gate type CMOS inverter according to a third embodiment of the present invention.

【図8】同CMOSインバータの回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of the CMOS inverter.

【図9】同CMOSインバータの動作を示すタイミング
チャートである。
FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the CMOS inverter.

【図10】この発明の第4の実施の形態であるCMOS
インバータの動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 10 shows a CMOS according to a fourth embodiment of the present invention;
5 is a timing chart illustrating an operation of the inverter.

【図11】この発明の第5の実施の形態であるCMOS
インバータの動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 11 shows a CMOS according to a fifth embodiment of the present invention;
5 is a timing chart illustrating an operation of the inverter.

【図12】この発明の第6の実施の形態であるCMOS
インバータの回路図である。
FIG. 12 shows a CMOS according to a sixth embodiment of the present invention;
It is a circuit diagram of an inverter.

【図13】同CMOSインバータの動作を示すタイミン
グチャートである。
FIG. 13 is a timing chart showing the operation of the CMOS inverter.

【図14】従来におけるnMOSトランジスタの構造を
示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional nMOS transistor.

【図15】同nMOSトランジスタを用いたnMOSイ
ンバータの回路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram of an nMOS inverter using the same nMOS transistor.

【図16】同nMOSインバータの動作を示すタイミン
グチャートである。
FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the nMOS inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 絶縁性基板 12 半導体層(第1の半導体層) 13 半導体層(第2の半導体層) 21 ゲート電極(第1のゲート電極) 22 ゲート電極(第2のゲート電極) 23 サブゲート電極(第1のサブゲート電極) 24 サブゲート電極(第2のサブゲート電極) 31 活性領域(第1の活性領域) 32 活性領域(第2の活性領域) 33 オフセット領域(第1のオフセット領域) 34 オフセット領域(第2のオフセット領域) 51 第1の層間絶縁膜 52 第2の層間絶縁膜 101 nMOSトランジスタ 102 pMOSトランジスタ VDD 電源電圧(ハイレベル) VSS グランド電圧 VOUT 出力 V,V ゲート電圧 VFN,VFP サブゲート電圧DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Insulating substrate 12 Semiconductor layer (1st semiconductor layer) 13 Semiconductor layer (2nd semiconductor layer) 21 Gate electrode (1st gate electrode) 22 Gate electrode (2nd gate electrode) 23 Subgate electrode (1st layer) Sub-gate electrode) 24 sub-gate electrode (second sub-gate electrode) 31 active region (first active region) 32 active region (second active region) 33 offset region (first offset region) 34 offset region (second) Offset region) 51 first interlayer insulating film 52 second interlayer insulating film 101 nMOS transistor 102 pMOS transistor V DD power supply voltage (high level) V SS ground voltage V OUT output V N , VP gate voltage V FN , V FP sub-gate voltage

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電流流路に沿ってソース領域と、活性領
域と、オフセット領域と、ドレイン領域とが設けられた
半導体層と、前記活性領域上のゲート絶縁膜の上に形成
されたゲート電極と、前記ゲート電極から前記オフセッ
ト領域にかけて、かつサブゲート絶縁膜を挟んで少なく
とも前記ゲート電極の端部及び該ゲート電極の端部に隣
接する前記オフセット領域の一部を覆うように形成され
たサブゲート電極を有する電界効果トランジスタを駆動
する方法であって、 前記ゲート電極にパルス状の入力信号を印加するととも
に、前記ゲート電極への入力信号から独立し、前記ゲー
ト電極への入力信号と同期したパルス状の入力信号を前
記サブゲート電極に印加することを特徴とする電界効果
トランジスタの駆動方法。
1. A semiconductor layer provided with a source region, an active region, an offset region, and a drain region along a current flow path, and a gate electrode formed on a gate insulating film on the active region. And a sub-gate electrode formed so as to cover at least an end of the gate electrode and a part of the offset region adjacent to the end of the gate electrode with the sub-gate insulating film interposed from the gate electrode to the offset region. A method for driving a field effect transistor having a pulsed input signal applied to the gate electrode, independent of the input signal to the gate electrode, and synchronized with the input signal to the gate electrode. A driving method of the field effect transistor, wherein the input signal is applied to the sub-gate electrode.
【請求項2】 前記サブゲート電極に印加する入力信号
の電圧レベルと前記ゲート電極への入力信号の電圧レベ
ルが異なることを特徴とする請求項1記載の電界効果ト
ランジスタの駆動方法。
2. The method according to claim 1, wherein the voltage level of the input signal applied to the sub-gate electrode is different from the voltage level of the input signal applied to the gate electrode.
【請求項3】 前記電界効果トランジスタのソース領域
及びドレイン領域はn導電型であり、前記電界効果トラ
ンジスタのオフ状態において前記サブゲート電極に印加
する入力信号のローレベルが前記ゲート電極に印加する
パルス信号のローレベルより高く、かつ前記電界効果ト
ランジスタのオン状態において前記サブゲート電極に印
加する入力信号のハイレベルが前記ゲート電極に印加す
る入力信号のハイレベルより高いことを特徴とする請求
項2記載の電界効果トランジスタの駆動方法。
3. A source signal and a drain region of the field effect transistor are of n conductivity type, and a low level of an input signal applied to the sub-gate electrode when the field effect transistor is in an off state is a pulse signal applied to the gate electrode. The high level of an input signal applied to the sub-gate electrode is higher than a low level of the input signal applied to the sub-gate electrode when the field-effect transistor is on, and the high level of an input signal applied to the gate electrode is higher than the low level of the input signal. A method for driving a field-effect transistor.
【請求項4】 前記電界効果トランジスタのオフ状態に
おいて前記サブゲート電極に印加する入力信号のローレ
ベルが、前記オフセット領域が空乏化する電圧であり、
前記電界効果トランジスタのオン状態において前記サブ
ゲート電極に印加する入力信号のハイレベルが、少なく
とも前記オフセット領域にn型導電層が形成される電圧
であることを特徴とする請求項3記載の電界効果トラン
ジスタの駆動方法。
4. A low level of an input signal applied to the sub-gate electrode in an off state of the field effect transistor is a voltage at which the offset region is depleted,
4. The field effect transistor according to claim 3, wherein the high level of the input signal applied to the sub-gate electrode in the on state of the field effect transistor is a voltage at which an n-type conductive layer is formed at least in the offset region. Drive method.
【請求項5】 前記電界効果トランジスタのソース領域
及びドレイン領域はp導電型であり、前記電界効果トラ
ンジスタのオフ状態において前記サブゲート電極に印加
する入力信号のハイレベルが前記ゲート電極に印加する
パルス信号のハイレベルより低く、かつ前記電界効果ト
ランジスタのオン状態において前記サブゲート電極に印
加する入力信号のローレベルが前記ゲート電極に印加す
る入力信号のローレベルより低いことを特徴とする請求
項2記載の電界効果トランジスタの駆動方法。
5. A source signal and a drain region of the field effect transistor are of p conductivity type, and a high level of an input signal applied to the sub-gate electrode when the field effect transistor is off is a pulse signal applied to the gate electrode. 3. The device according to claim 2, wherein the input signal applied to the sub-gate electrode is lower than the low level of the input signal applied to the gate electrode when the field-effect transistor is on. A method for driving a field-effect transistor.
【請求項6】 前記電界効果トランジスタのオフ状態に
おいて前記サブゲート電極に印加する入力信号のハイレ
ベルが、前記オフセット領域が空乏化する電圧であり、
かつ、前記電界効果トランジスタのオン状態において前
記サブゲート電極に印加する入力信号のローレベルが、
前記オフセット領域にp型導電層が形成される電圧であ
ることを特徴とする請求項5記載の電界効果トランジス
タの駆動方法。
6. A high level of an input signal applied to the sub-gate electrode in an off state of the field-effect transistor is a voltage at which the offset region is depleted,
And a low level of an input signal applied to the sub-gate electrode when the field-effect transistor is on,
6. The method according to claim 5, wherein the voltage is a voltage at which a p-type conductive layer is formed in the offset region.
【請求項7】 電流流路に沿ってn型の第1のソース領
域と、第1の活性領域と、第1のオフセット領域と、n
型の第1のドレイン領域とが設けられた第1の半導体層
と、前記第1の活性領域上の第1のゲート絶縁膜の上に
形成された第1のゲート電極と、前記第1のゲート電極
から前記第1のオフセット領域にかけて、かつ第1のサ
ブゲート絶縁膜を挟んで少なくとも前記第1のゲート電
極の端部及び該第1のゲート電極の端部に隣接する前記
第1のオフセット領域の一部領域を覆うように形成され
た第1のサブゲート電極を有するn型電界効果トランジ
スタと、 電流流路に沿ってp型の第2のソース領域と、第2の活
性領域と、第2のオフセット領域と、p型の第2のドレ
イン領域とが設けられた第2の半導体層と、前記第2の
活性領域上の第2のゲート絶縁膜の上に形成された第2
のゲート電極と、前記第2のゲート電極から前記第2の
オフセット領域にかけて、かつ第2のサブゲート絶縁膜
を挟んで少なくとも前記第2のゲート電極の端部及び該
第2のゲート電極の端部に隣接する前記第2のオフセッ
ト領域の一部領域を覆うように形成された第2のサブゲ
ート電極を有するp型電界効果トランジスタとを有し、 前記n型電界効果トランジスタと前記p型電界効果トラ
ンジスタとが前記第1のドレイン領域と前記第2のドレ
イン領域とを接続して縦続接続され、 前記第1のゲート電極と前記第2のサブゲート電極とが
接続され、かつ前記第2のゲート電極と前記第1のサブ
ゲート電極とが接続されていることを特徴とする電界効
果トランジスタ。
7. An n-type first source region, a first active region, a first offset region, and an n-type first source region along a current flow path.
A first semiconductor layer provided with a first drain region of a type, a first gate electrode formed on a first gate insulating film on the first active region, A first offset region extending from a gate electrode to the first offset region and at least an end of the first gate electrode and an end of the first gate electrode with a first sub-gate insulating film interposed therebetween; An n-type field-effect transistor having a first sub-gate electrode formed so as to cover a partial region of a second source region; a second p-type source region along a current flow path; a second active region; A second semiconductor layer provided with an offset region and a p-type second drain region, and a second semiconductor layer formed on a second gate insulating film on the second active region.
And at least an end of the second gate electrode and an end of the second gate electrode from the second gate electrode to the second offset region and across a second sub-gate insulating film. A p-type field-effect transistor having a second sub-gate electrode formed to cover a part of the second offset region adjacent to the n-type field-effect transistor and the p-type field-effect transistor Are connected in cascade by connecting the first drain region and the second drain region, the first gate electrode is connected to the second sub-gate electrode, and the second gate electrode A field effect transistor, wherein the field effect transistor is connected to the first sub-gate electrode.
【請求項8】 請求項7記載の電界効果トランジスタを
駆動する方法であって、 前記第1のゲート電極又は前記第2のサブゲート電極に
パルス状の入力信号を印加するとともに、前記第1のゲ
ート電極又は前記第2のサブゲート電極への入力信号か
ら独立し、前記第1のゲート電極又は前記第2のサブゲ
ート電極への入力信号と同期したパルス状の入力信号を
前記第2のゲート電極又は前記第1のサブゲート電極に
印加することを特徴とする電界効果トランジスタの駆動
方法。
8. The method for driving a field-effect transistor according to claim 7, wherein a pulse-like input signal is applied to the first gate electrode or the second sub-gate electrode, and the first gate is applied. A pulse-shaped input signal independent of an input signal to an electrode or the second sub-gate electrode and synchronized with an input signal to the first gate electrode or the second sub-gate electrode; A method for driving a field effect transistor, wherein the method is applied to a first sub-gate electrode.
【請求項9】 前記第2のゲート電極又は前記第1のサ
ブゲート電極に印加する入力信号の電圧レベルと前記第
1のゲート電極又は前記第2のサブゲート電極への入力
信号の電圧レベルが異なることを特徴とする請求項8記
載の電界効果トランジスタの駆動方法。
9. A voltage level of an input signal applied to the second gate electrode or the first sub-gate electrode is different from a voltage level of an input signal applied to the first gate electrode or the second sub-gate electrode. 9. The method for driving a field effect transistor according to claim 8, wherein:
【請求項10】 前記第2のゲート電極又は前記第1の
サブゲート電極に印加する入力信号のローレベルが前記
第1のゲート電極又は前記第2のサブゲート電極に印加
するパルス信号のローレベルより高く、かつ前記第2の
ゲート電極又は前記第1のサブゲート電極に印加する入
力信号のハイレベルが前記第1のゲート電極又は前記第
2のサブゲート電極に印加する入力信号のハイレベルよ
り高いことを特徴とする請求項9記載の電界効果トラン
ジスタの駆動方法。
10. A low level of an input signal applied to the second gate electrode or the first sub gate electrode is higher than a low level of a pulse signal applied to the first gate electrode or the second sub gate electrode. And a high level of an input signal applied to the second gate electrode or the first sub-gate electrode is higher than a high level of an input signal applied to the first gate electrode or the second sub-gate electrode. The method for driving a field effect transistor according to claim 9, wherein
【請求項11】 前記第1のゲート電極又は前記第2の
サブゲート電極に印加する入力信号のローレベルが、前
記第2のオフセット領域にp型導電層が形成され、かつ
前記n型電界効果トランジスタがオフする電圧であり、
前記第2のゲート電極又は前記第1のサブゲート電極に
印加する入力信号のローレベルが、前記第1のオフセッ
ト領域が空乏化し、かつ前記p型電界効果トランジスタ
がオンする電圧であり、前記第1のゲート電極又は前記
第2のサブゲート電極に印加する入力信号のハイレベル
が、前記第2のオフセット領域が空乏化し、かつ前記n
型電界効果トランジスタがオンする電圧であり、前記第
2のゲート電極又は前記第1のサブゲート電極に印加す
る入力信号のハイレベルが、前記第1のオフセット領域
にn型導電層が形成され、かつ前記p型電界効果トラン
ジスタがオフする電圧であることを特徴とする請求項1
0記載の電界効果トランジスタの駆動方法。
11. A low level of an input signal applied to the first gate electrode or the second sub-gate electrode is such that a p-type conductive layer is formed in the second offset region, and the n-type field effect transistor is provided. Is the voltage that turns off,
The low level of the input signal applied to the second gate electrode or the first sub-gate electrode is a voltage at which the first offset region is depleted and the p-type field-effect transistor is turned on. The high level of the input signal applied to the gate electrode or the second sub-gate electrode causes the second offset region to be depleted and the n
A high level of an input signal applied to the second gate electrode or the first sub-gate electrode, the n-type conductive layer being formed in the first offset region; 2. A voltage for turning off the p-type field effect transistor.
0. The method for driving a field-effect transistor according to item 0.
【請求項12】 電流流路に沿ってn型の第1のソース
領域と、第1の活性領域と、第1のオフセット領域と、
n型の第1のドレイン領域とが設けられた第1の半導体
層と、前記第1の活性領域上の第1のゲート絶縁膜の上
に形成された第1のゲート電極と、前記第1のゲート電
極から前記第1のオフセット領域にかけて、かつ第1の
サブゲート絶縁膜を挟んで少なくとも前記第1のゲート
電極の端部及び該第1のゲート電極の端部に隣接する前
記第1のオフセット領域の一部領域を覆うように形成さ
れた第1のサブゲート電極を有するn型電界効果トラン
ジスタと、 電流流路に沿ってp型の第2のソース領域と、第2の活
性領域と、第2のオフセット領域と、p型の第2のドレ
イン領域とが設けられた第2の半導体層と、前記第2の
活性領域上の第2のゲート絶縁膜の上に形成された第2
のゲート電極と、前記第2のゲート電極から前記第2の
オフセット領域にかけて、かつ第2のサブゲート絶縁膜
を挟んで少なくとも前記第2のゲート電極の端部及び該
第2のゲート電極の端部に隣接する前記第2のオフセッ
ト領域の一部領域を覆うように形成された第2のサブゲ
ート電極を有するp型電界効果トランジスタとが前記第
1のドレイン領域と前記第2のドレイン領域とを接続し
て縦続接続された電界効果トランジスタの駆動方法であ
って、 前記第1のゲート電極、前記第1のサブゲート電極、第
2のゲート電極及び前記第2のサブゲート電極に相互に
独立し、かつ同期したパルス状の入力信号を印加するこ
とを特徴とする電界効果トランジスタの駆動方法。
12. An n-type first source region, a first active region, a first offset region, and an n-type first source region along a current flow path.
a first semiconductor layer provided with an n-type first drain region; a first gate electrode formed on a first gate insulating film on the first active region; From the gate electrode to the first offset region and at least an end of the first gate electrode and the first offset adjacent to an end of the first gate electrode with a first sub-gate insulating film interposed therebetween. An n-type field effect transistor having a first sub-gate electrode formed so as to cover a part of the region, a p-type second source region along a current flow path, a second active region, A second semiconductor layer provided with a second offset region and a p-type second drain region, and a second semiconductor layer formed on a second gate insulating film on the second active region.
And at least an end of the second gate electrode and an end of the second gate electrode from the second gate electrode to the second offset region and across a second sub-gate insulating film. A p-type field effect transistor having a second sub-gate electrode formed so as to cover a part of the second offset region adjacent to the first drain region and the second drain region And driving the cascade-connected field-effect transistors, wherein the first gate electrode, the first sub-gate electrode, the second gate electrode, and the second sub-gate electrode are mutually independent and synchronized. A method for driving a field effect transistor, comprising applying a pulsed input signal.
【請求項13】 前記第1のサブゲート電極に印加する
入力信号の電圧レベルと前記第1のゲート電極に印加す
る入力信号の電圧レベルが異なり、かつ前記第2のサブ
ゲート電極に印加する入力信号の電圧レベルと前記第2
のゲート電極への入力信号の電圧レベルが異なることを
特徴とする請求項12記載の電界効果トランジスタの駆
動方法。
13. A voltage level of an input signal applied to said first sub-gate electrode is different from a voltage level of an input signal applied to said first gate electrode, and said input signal applied to said second sub-gate electrode has a different voltage level. Voltage level and the second
13. The method of driving a field effect transistor according to claim 12, wherein the voltage levels of the input signals to the gate electrodes are different.
【請求項14】 前記n型電界効果トランジスタがオフ
状態のとき前記p型電界効果トランジスタがオン状態に
あり、前記n型電界効果トランジスタがオン状態のとき
前記p型電界効果トランジスタがオフ状態にあることを
特徴とする請求項13記載の電界効果トランジスタの駆
動方法。
14. The p-type field-effect transistor is on when the n-type field-effect transistor is off, and the p-type field-effect transistor is off when the n-type field-effect transistor is on. 14. The method of driving a field effect transistor according to claim 13, wherein:
【請求項15】 前記n型電界効果トランジスタのオフ
状態において前記第1のサブゲート電極に印加する入力
信号のローレベルが前記第1のゲート電極に印加するパ
ルス信号のローレベルより高く、前記n型電界効果トラ
ンジスタのオン状態において前記第1のサブゲート電極
に印加する入力信号のハイレベルが前記第1のゲート電
極に印加する入力信号のハイレベルより高く、前記p型
電界効果トランジスタのオフ状態において前記第2のサ
ブゲート電極に印加する入力信号のハイレベルが前記第
2のゲート電極に印加する入力信号のハイレベルより低
く、かつ前記p型電界効果トランジスタのオン状態にお
いて前記第2のサブゲート電極に印加する入力信号のロ
ーレベルが前記第2のゲート電極に印加する入力信号の
ローレベルより低いことを特徴とする請求項13又は1
4記載の電界効果トランジスタの駆動方法。
15. A low level of an input signal applied to the first sub-gate electrode is higher than a low level of a pulse signal applied to the first gate electrode in an off state of the n-type field effect transistor, and The high level of the input signal applied to the first sub-gate electrode is higher than the high level of the input signal applied to the first gate electrode when the field effect transistor is on, and the high level of the input signal applied to the first gate electrode is off when the p-type field effect transistor is off. The high level of the input signal applied to the second sub-gate electrode is lower than the high level of the input signal applied to the second gate electrode, and the high level of the input signal is applied to the second sub-gate electrode when the p-type field effect transistor is on. The low level of the input signal to be applied is lower than the low level of the input signal applied to the second gate electrode. 13. The method according to claim 13, wherein:
5. The method for driving a field-effect transistor according to 4.
【請求項16】 前記n型電界効果トランジスタのオフ
状態において前記第1のサブゲート電極に印加する入力
信号のローレベルが、前記第1のオフセット領域が空乏
化する電圧であり、前記n型電界効果トランジスタのオ
ン状態において前記第1のサブゲート電極に印加する入
力信号のハイレベルが、少なくとも前記第1のオフセッ
ト領域にn型導電層が形成される電圧であり、前記p型
電界効果トランジスタのオフ状態において前記第2のサ
ブゲート電極に印加する入力信号のハイレベルが、前記
第2のオフセット領域が空乏化する電圧であり、前記p
型電界効果トランジスタのオン状態において前記第2の
サブゲート電極に印加する入力信号のローレベルが、前
記第2のオフセット領域にp型導電層が形成される電圧
であることを特徴とする請求項15記載の電界効果トラ
ンジスタの駆動方法。
16. The n-type field-effect transistor according to claim 1, wherein a low level of an input signal applied to said first sub-gate electrode when said n-type field-effect transistor is off is a voltage at which said first offset region is depleted. The high level of the input signal applied to the first sub-gate electrode when the transistor is on is a voltage at which an n-type conductive layer is formed at least in the first offset region, and the p-type field effect transistor is off. The high level of the input signal applied to the second sub-gate electrode is a voltage at which the second offset region is depleted, and
16. The low level of an input signal applied to the second sub-gate electrode in the ON state of the field effect transistor is a voltage at which a p-type conductive layer is formed in the second offset region. A driving method of the field-effect transistor according to the above.
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JP2009152388A (en) * 2007-12-20 2009-07-09 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor storage device
KR101422322B1 (en) 2010-09-02 2014-07-22 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device
JP2015133513A (en) * 2010-02-05 2015-07-23 株式会社半導体エネルギー研究所 semiconductor device

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