JP3381281B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JP3381281B2
JP3381281B2 JP31607992A JP31607992A JP3381281B2 JP 3381281 B2 JP3381281 B2 JP 3381281B2 JP 31607992 A JP31607992 A JP 31607992A JP 31607992 A JP31607992 A JP 31607992A JP 3381281 B2 JP3381281 B2 JP 3381281B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
well
conductivity type
mos transistor
shallow
shallow well
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP31607992A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06151734A (ja
Inventor
和也 米本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP31607992A priority Critical patent/JP3381281B2/ja
Publication of JPH06151734A publication Critical patent/JPH06151734A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3381281B2 publication Critical patent/JP3381281B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、第1の導電型の浅いウ
ェルが、第2の導電型の深いウェル内に形成されている
ダブルウェル構造を備え、該第1の導電型の浅いウェル
にソース/ドレイン領域が形成されている半導体装置に
関する。本発明は、例えば、第1導電型の基板にそれと
反対の第2導電型のチャネルのMOSトランジスタでソ
ースフォロワを作る構造の半導体装置として具体化する
ことができる。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】従来技術とその問題点に
ついて、図7を参照して説明する。従来、第1導電型の
基板1にそれと反対の第2導電型のチャネルのMOSト
ランジスタでソースフォロワを作るとき、基板1と同じ
第1導電型のウェル6にMOSトランジスタを形成し、
図7に示す如くこのトランジスタをソースフォロワのド
ライブ側トランジスタ4としていた。この場合、ウェル
の電位は基板バイアスと同じで固定電位である。する
と、このウェルからのバックゲート効果により、ソース
フォロワの利得が低下する。
【0003】即ち、ソースフォロワの信号利得をGai
nとすると、これは次の式(I)で与えられる。 式(I) Gain=g/(g+g+g+gd1) 但し、g〜gd1は次を示す。 g:ドライブトランジスタの相互コンダクタンス g:ドライブトランジスタのバックゲート相互コンダ
クタンス g:ドライブトランジスタのドレインコンダクタンス gd1:ロードトランジスタのドレインコンダクタンス この中で、バックゲートの相互コンダクタンスと、
ゲートの相互コンダクタンスとがソースフォロワの
利得Gainを決める大きな要因となり、結局バックゲ
ートの相互コンダクタンスにより定まることにな
る。
【0004】上記のように、ウェルからのバックゲート
効果によるソースフォロワの利得が低下することは、式
(I)からも明らかであり、よく知られていることであ
る。
【0005】更に近年、IC等の高集積化により、トラ
ンジスタのサイズが小さくなっている。即ち、図6
(a)に示す従来技術に比して、図6(b)では高集積
化によりチャネル長7が小さくなり、この副作用として
現れるMOSトランジスタのショートチャネル効果を抑
えるために、図6(b)に示すようにウェル10を浅く
形成するようになる。ウェル10を浅く形成するという
ことは、MOSトランジスタの表面チャネルとウェルの
空乏層深さ(幅)8が小さくなることを示しており、ウ
ェル10即ちバックゲートとチャネル11が近づくこと
になる。すると、浅いウェル10からのバックゲート効
果が大きくなり、図7の断面構造を持つソースフォロワ
回路では、前記式(I)から、バックゲートの相互コン
ダクタンスgb が大きくなり、ソースフォロワの利得が
低下する。
【0006】
【発明の目的】本発明は、上記問題点を解決して入力の
負荷容量を大きくするなどの不利益を生ずることなく、
利得を高めることができるダブルウェル構造の半導体装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、第1
の導電型の浅いウェルが、第2の導電型の深いウェル内
に形成されているダブルウェル構造を備え、該第1の導
電型の浅いウェルにソース/ドレイン領域が形成されて
いる半導体装置において、第1の導電型の基板に、第2
の導電型の深いウェルを形成し、該深いウェル内に2つ
の第1の導電型の浅いウェルを形成してダブルウェルと
し、一方の浅いウェル内にMOSトランジスタを作り込
んでドライブ側MOSトランジスタとし、他方の浅いウ
ェル内にMOSトランジスタを作り込んでロード側MO
Sトランジスタとし、深いウェルに電源電圧を与え、ド
ライブ側MOSトランジスタの浅いウェルを、双方のM
OSトランジスタのソース領域の出力端子に接続し、該
出力端子とドライブ側MOSトランジスタの浅いウェル
とを接続したことにより、入力と出力とが比例関係にあ
ることから、入力信号がドライブ側MOSトランジスタ
の入力と前記ドライブ側MOSトランジスタの浅いウェ
ルとに加えられたのと同等もしくは近傍となるように
たことを特徴とする半導体装置であって、これにより上
記目的を達成するものである。
【0008】請求項2の発明は、第1の導電型の浅いウ
ェルが、第2の導電型の深いウェル内に形成されている
ダブルウェル構造を備え、該第1の導電型の浅いウェル
にソース/ドレイン領域が形成されている半導体装置に
おいて、第1の導電型の基板に、第2の導電型の深いウ
ェルを形成し、該深いウェル内に第1の導電型の浅いウ
ェルを形成してダブルウェルとするとともに第1の導電
型の基板に第1の導電型の浅いウェルを形成し、深いウ
ェルに形成した浅いウェル内にMOSトランジスタを作
り込んでドライブ側MOSトランジスタとし、他方の浅
いウェル内にMOSトランジスタを作り込んでロード側
MOSトランジスタとし、深いウェルに電源電圧を与
え、ドライブ側MOSトランジスタの浅いウェルを、双
方のMOSトランジスタのソース領域の出力端子に接続
し、該出力端子とドライブ側MOSトランジスタの浅い
ウェルとを接続したことにより、入力と出力とが比例関
係にあることから、入力信号がドライブ側MOSトラン
ジスタの入力と前記ドライブ側MOSトランジスタの浅
いウェルとに加えられたのと同等もしくは近傍となるよ
うにしたことを特徴とする半導体装置であって、これに
より上記目的を達成するものである。
【0009】
【0010】
【作用】従来構造では、バックゲートがゼロV(グラン
ド)に固定されているので、ゲートの電位をふっても、
制御はゼロとその電位との平均でしか効いて来ないのに
対し、本発明では、浅いウェルをゲートの電位に近づけ
たので、バックゲートによる上記問題が避けられ、高い
利得で制御を良好に行うことが可能となる。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。なお当然のことではあるが、本発明は実施
例により限定を受けるものではない。
【0012】実施例1 本実施例の構造を図1に示す。これは、本発明を集積化
した半導体装置として具体化したものである。即ち、図
6(b)に示した微細構造をとるもので、利得の問題が
生じ得る構造である。
【0013】本実施例は、図1に示すように、第1の導
電型のウェル3が、第2の導電型の深いウェル2内に形
成されているダブルウェル構造を備え、該第1の導電型
の浅いウェル3にソース/ドレイン領域42,43が形
成されている半導体装置において、前記第1の導電型の
浅いウェル3をゲートの電位と同等もしくは近傍の電位
にしたものである。
【0014】特に、前記第1の導電型の浅いウェル3に
形成されたソース領域43を浅いウェル3と接続したも
のである。
【0015】また特に、第1の導電型の浅いウェルが、
第2の導電型の深いウェル2内に2領域3,3形成され
ているダブルウェル構造を備え、該第1の導電型の浅い
ウェル3,3の各領域にソース/ドレイン領域42,4
3,52,53が形成されることにより各々ドライブ側
トランジスタ4とロード側トランジスタ5が構成されて
いる半導体装置において、前記ドライブ側トランジスタ
4のソース領域43を浅いウェル3と接続したものであ
る。
【0016】更に詳しくは、本実施例では、上述したよ
うなウェルのバックゲート効果によるソースフォロワの
利得低下を抑えるために、次のように構成した。図1に
示すように、構造としては、第1導電型(ここではP
型)の基板1に、第2導電型の深いウェル2と、第1導
電型の浅いウェル3を形成し、ダブルウェルとし、浅い
ウェル3の中にMOSトランジスタ4,5を作り込む。
次に、動作バイアスとして、深いウェル2に電源電圧V
DD、ロード側MOSトランジスタ5の浅いウェル3に
は接地電圧GNDを与える。ドライブ側MOSトランジ
スタ4を深いウェル2と絶縁分離する浅いウェル3を、
ソースフォロワ回路の出力端子に接続する。図4に、従
来技術と本実施例の等価回路を対比して示す。
【0017】上記の構造により、ドライブ側MOSトラ
ンジスタ4を深いウェル2と絶縁分離する浅いウェル3
の電位が、ソースフォロワ回路の出力端子OUTの電圧
と同じになる。この結果、バックゲートの電位(浅いウ
ェル3の電位)が、ソースフォロワの入力端子INと同
期して変化する。
【0018】すると、本実施例の構造でのソースフォロ
ワの利得を考えた場合、式(I)において、バックゲー
トの相互コンダクタンスgb が無視できるほど小さくな
る。具体的に、通常のMOSトランジスタではgb がg
m の約1/10〜1/5の大きさであったのに対して、
本構成例の場合は、回路動作上1/100〜1/50程
度に減少し、ソースフォロワの利得が1に近づく。
【0019】従来例と本発明例のソースフォロワ等価回
路及びその入出力特性を図5に示す。ソースフォロワの
動作原理上、入力INに対して出力OUTは比例関係に
ある。この特性を生かし、本構成例ではドライブ側トラ
ンジスタ4のバックゲート(Pウェル)を出力OUTに
接続する。すると、おおまかな動作を考えると、入力信
号がドライブ側トランジスタ4のゲートINとバックゲ
ート(Pウェル)の両方に加えられたのと同じになる
(式(I)でgb が近似的に無視できる)。しかし、入
力の負荷はドライブ側トランジスタ4のゲートINだけ
である。この結果、入力の負荷容量を大きくすることな
く、入出力特性(ソースフォロワの利得)を図5(b)
に示すように1.0に近づけることができた。
【0020】本構成例においては、ソースフォロワの利
得を低下させるMOSトランジスタのバックゲート効果
を取り除くため、第1導電型の基板に第2導電型の基板
表面より深いウェルと第1導電型の浅いウェルを形成
し、浅いウェルの中にMOSトランジスタを作り込むダ
ブルウェル構造とし、このMOSトランジスタをソース
フォロワのドライブ側トランジスタ4として使い、第1
導電型の浅いウェルをソースフォロワの出力端子に接続
する。よって、第1導電型の浅いウェルが出力端子の電
位と同じになり、ドライブ側MOSトランジスタ4のバ
ックゲート効果を相殺し、利得を高めることができたも
のである。
【0021】本発明を採用すると、入力の負荷容量を大
きくすることなく、ソースフォロワの利得を高める効果
が得られる。また更に、十分高い利得を保持したままソ
ースフォロワのMOSトランジスタをシュリンクしIC
の高集積化を行うことができる。
【0022】また、本発明により、アナログMOS I
CやMOS,CCD撮像素子において、ソースフォロワ
回路の利得を向上し、更に十分高い利得を保持したまま
ソースフォロワのMOSトランジスタのサイズを小さく
して、ICを高集積化することができるようになった。
【0023】実施例2 本実施例を図2に示す。この例は、次の構造である。即
ち第1導電型の基板1に第2導電型の基板表面より深い
ウェル2と第1導電型の浅いウェル3を形成しダブルウ
ェルとし、浅いウェル3の中にドライブ側MOSトラン
ジスタ4を作り込む。
【0024】一方、第1導電型の基板1に第1導電型の
浅いウェル12を形成し、その中にロード側MOSトラ
ンジスタ5を作り込む。即ち、ドライブ側MOSトラン
ジスタ4はダブルウェル構造を取り、ロード側MOSト
ランジスタは通常のシングルウェル構造になる。この例
は、ロード側MOSトランジスタ5に深いウェル2を使
わない分だけ、ウェルを含めたトランジスタの大きさを
小さくできる利点がある。
【0025】参考例 図3に、参考例を示す。図中10は素子分離領域であ
る。図に示す破線部分は、結線してもよいことを示す。
図3に示す符号は前記各例と対応したものである。
【0026】
【発明の効果】本発明により、入力の負荷容量を大きく
するなどの不利益をもたらすことなく、利得を高めるこ
とができるダブルウェル構造の半導体装置を提供するこ
とができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の構造を示す断面図である。
【図2】実施例2の構造を示す断面図である。
【図3】参考例の構造を示す断面図である。
【図4】等価回路を示す図である。
【図5】作用説明図である。
【図6】問題点を示す図である。
【図7】従来構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 基板 2 深いウェル 3 浅いウェル 4 ドライブ側トランジスタ 41 ゲート 42,43 ソース/ドレイン領域 5 ロード側トランジスタ 51 ゲート 52,53 ソース/ドレイン領域

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の導電型の浅いウェルが、第2の導電
    型の深いウェル内に形成されているダブルウェル構造を
    備え、該第1の導電型の浅いウェルにソース/ドレイン
    領域が形成されている半導体装置において、第1の導電型の基板に、第2の導電型の深いウェルを形
    成し、該深いウェル内に2つの第1の導電型の浅いウェ
    ルを形成してダブルウェルとし、一方の浅いウェル内に
    MOSトランジスタを作り込んでドライブ側MOSトラ
    ンジスタとし、他方の浅いウェル内にMOSトランジス
    タを作り込んでロード側MOSトランジスタとし、深い
    ウェルに電源電圧を与え、ドライブ側MOSトランジス
    タの浅いウェルを、双方のMOSトランジスタのソース
    領域の出力端子に接続し、該出力端子とドライブ側MO
    Sトランジスタの浅いウェルとを接続したことにより、
    入力と出力とが比例関係にあることから、入力信号がド
    ライブ側MOSトランジスタの入力と前記ドライブ側M
    OSトランジスタの浅いウェルとに加えられたのと同等
    もしくは近傍となるように したことを特徴とする半導体
    装置。
  2. 【請求項2】第1の導電型の浅いウェルが、第2の導電
    型の深いウェル内に形成されているダブルウェル構造を
    備え、該第1の導電型の浅いウェルにソース/ドレイン
    領域が形成されている半導体装置において、第1の導電型の基板に、第2の導電型の深いウェルを形
    成し、該深いウェル内に第1の導電型の浅いウェルを形
    成してダブルウェルとするとともに第1の導電型の基板
    に第1の導電型の浅いウェルを形成し、深いウェルに形
    成した浅いウェル内にMOSトランジスタを作り込んで
    ドライブ側MOSトランジスタとし、他方の浅いウェル
    内にMOSトランジスタを作り込んでロード側MOSト
    ランジスタとし、深いウェルに電源電圧を与え、ドライ
    ブ側MOSトランジスタの浅いウェルを、双方のMOS
    トランジスタのソース領域の出力端子に接続し、該出力
    端子とドライブ側MOSトランジスタの浅いウェルとを
    接続したことにより、入力と出力とが比例関係にあるこ
    とから、入力信号がドライブ側MOSトランジスタの入
    力と前記ドライブ側MOSトランジスタの浅いウェルと
    に加えられたのと同 等もしくは近傍となるように したこ
    とを特徴とする半導体装置。
JP31607992A 1992-10-31 1992-10-31 半導体装置 Expired - Lifetime JP3381281B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31607992A JP3381281B2 (ja) 1992-10-31 1992-10-31 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31607992A JP3381281B2 (ja) 1992-10-31 1992-10-31 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06151734A JPH06151734A (ja) 1994-05-31
JP3381281B2 true JP3381281B2 (ja) 2003-02-24

Family

ID=18073022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31607992A Expired - Lifetime JP3381281B2 (ja) 1992-10-31 1992-10-31 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3381281B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09246514A (ja) * 1996-03-12 1997-09-19 Sharp Corp 増幅型固体撮像装置
JPH1022462A (ja) 1996-06-28 1998-01-23 Sharp Corp 半導体装置及びその製造方法
JPH10163342A (ja) * 1996-12-04 1998-06-19 Sharp Corp 半導体装置
JP3147869B2 (ja) 1998-08-31 2001-03-19 日本電気株式会社 半導体集積回路
US7186609B2 (en) * 1999-12-30 2007-03-06 Siliconix Incorporated Method of fabricating trench junction barrier rectifier
JP5564918B2 (ja) * 2009-12-03 2014-08-06 ソニー株式会社 撮像素子およびカメラシステム
JP6355311B2 (ja) * 2013-10-07 2018-07-11 キヤノン株式会社 固体撮像装置、その製造方法及び撮像システム

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06151734A (ja) 1994-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6707118B2 (en) Semiconductor-on-insulator resistor-capacitor circuit
US4996574A (en) MIS transistor structure for increasing conductance between source and drain regions
JP2001352077A (ja) Soi電界効果トランジスタ
US4178605A (en) Complementary MOS inverter structure
JPS6072243A (ja) 半導体集積回路装置
JP3282375B2 (ja) 相補型絶縁ゲート電界効果トランジスタ
JP3381281B2 (ja) 半導体装置
JP2904200B2 (ja) 固体撮像素子
US4720467A (en) Method of forming a capacitor-transistor integrated circuit
US5097310A (en) Complementary semiconductor device having improved device isolating region
JPS6153860B2 (ja)
JPH0653497A (ja) 入出力保護回路を備えた半導体装置
JPH05143535A (ja) 半導体集積回路
KR100257641B1 (ko) 차동회로를 구비한 반도체 집적회로
US5181094A (en) Complementary semiconductor device having improved device isolating region
US20020130369A1 (en) Semiconductor integrated circuit device with reduced cross-talk and method for fabricating same
JPS635552A (ja) バイポ−ラ/mosデバイス
JPH0441505B2 (ja)
US4318117A (en) MOS Integrated circuit
JP3695996B2 (ja) 相補型ソースフォロワ回路
JPS632365B2 (ja)
KR100215863B1 (ko) 반도체 소자
JP3248791B2 (ja) 半導体装置
JPH08102501A (ja) 半導体装置
JP3316425B2 (ja) 半導体集積回路とその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071220

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081220

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091220

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091220

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101220

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101220

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111220

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111220

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121220

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term