JPH02283074A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPH02283074A JPH02283074A JP1105229A JP10522989A JPH02283074A JP H02283074 A JPH02283074 A JP H02283074A JP 1105229 A JP1105229 A JP 1105229A JP 10522989 A JP10522989 A JP 10522989A JP H02283074 A JPH02283074 A JP H02283074A
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- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばプラズマ・デイスプレィ駆動用の半導
体集積回路装置の如く、駆動回路の一部に逆並列接続の
スイッチングトランジスタ及びダイオードを備えた半導
体集積回路装置に関し、特に、そのスイッチングトラン
ジスタ及びダイオードの作り込み構造に関する。
体集積回路装置の如く、駆動回路の一部に逆並列接続の
スイッチングトランジスタ及びダイオードを備えた半導
体集積回路装置に関し、特に、そのスイッチングトラン
ジスタ及びダイオードの作り込み構造に関する。
従来、プラズマ・デイスプレィ駆動用半導体集積回路装
置の回路構成は、第3図に示すように、負荷容量Cで表
されたプラズマ・デイスプレィの1ドツトの画像セルに
対し、出力端子a、bを介して駆動制御する2つの駆動
集積回路10.20で構成されている。駆動集積回路1
0.20は共に同一構成で、入力端子t Na([Nb
)に接続されたゲートを有するnチャネルの絶縁ゲート
電界効果型トランジスタ (以下MO3FETと言う)
It(12)と、入力端子I Na(I Nb)にイ
ンバータ12(22)を介してベースが接続したスイッ
チング用npn)ランジスタ13(23>と、このトラ
ンジスタ13(23)のエミッタ・コレクタ間で接地端
子GNDに対して逆方向に並列接続された充電ダイオー
ド14(24)と、電源電圧ノ正端子VonとM OS
F E Tl1(12)との間の分圧抵抗15.16
(25,26)と、異種のダーリントン接続回路を構成
するpnp)ランジスタ17(27)及びnpnトラン
ジスタ18(28)と、このスイッチング用npn)ラ
ンジスタ18(28)のエミッタ・コレクタ間で正端子
V旧1に対して逆方向に並列接続された放電ダイオード
19 (29)とを有するものである。
置の回路構成は、第3図に示すように、負荷容量Cで表
されたプラズマ・デイスプレィの1ドツトの画像セルに
対し、出力端子a、bを介して駆動制御する2つの駆動
集積回路10.20で構成されている。駆動集積回路1
0.20は共に同一構成で、入力端子t Na([Nb
)に接続されたゲートを有するnチャネルの絶縁ゲート
電界効果型トランジスタ (以下MO3FETと言う)
It(12)と、入力端子I Na(I Nb)にイ
ンバータ12(22)を介してベースが接続したスイッ
チング用npn)ランジスタ13(23>と、このトラ
ンジスタ13(23)のエミッタ・コレクタ間で接地端
子GNDに対して逆方向に並列接続された充電ダイオー
ド14(24)と、電源電圧ノ正端子VonとM OS
F E Tl1(12)との間の分圧抵抗15.16
(25,26)と、異種のダーリントン接続回路を構成
するpnp)ランジスタ17(27)及びnpnトラン
ジスタ18(28)と、このスイッチング用npn)ラ
ンジスタ18(28)のエミッタ・コレクタ間で正端子
V旧1に対して逆方向に並列接続された放電ダイオード
19 (29)とを有するものである。
入力端子■Naの電圧がHレベルとなると、スイッチン
グトランジスタ13がオフすると共に、MOS F E
Tllのオンによりスイッチングトランジスタ18が
オンとなり、出力端子aは電源電圧VORとなる。この
際、入力端子INbの電圧は入力端子INa の電圧
に同期した逆相のLレベルであるから、スイッチングト
ランジスタ28がオフで、スイッチングトランジスタ2
3がオンとなるので、出力端子すは接地電位GNDとな
る。これにより負荷容量Cが出力端子aを正極として充
電される。
グトランジスタ13がオフすると共に、MOS F E
Tllのオンによりスイッチングトランジスタ18が
オンとなり、出力端子aは電源電圧VORとなる。この
際、入力端子INbの電圧は入力端子INa の電圧
に同期した逆相のLレベルであるから、スイッチングト
ランジスタ28がオフで、スイッチングトランジスタ2
3がオンとなるので、出力端子すは接地電位GNDとな
る。これにより負荷容量Cが出力端子aを正極として充
電される。
入力端子INaに Lレベル信号が印加されると共に、
入力端子INbにHレベル信号が印加されると、スイッ
チングトランジスタ18.23がオフで、スイッチング
トランジスタ13.28がオンとなる。
入力端子INbにHレベル信号が印加されると、スイッ
チングトランジスタ18.23がオフで、スイッチング
トランジスタ13.28がオンとなる。
これにより、負荷容ICが出力端子すを正極として充電
されるが、その際負荷容量Cの極性反転に伴い、その初
期においては、出力端子aの電圧が約2vDIIの値に
一時達するため、蓄電エネルギーの一部を回収すべき放
電ダイオード19を介して出力端子aから電源電圧端子
VDH側に放電すると共に、出力端子すの電圧が約I
VDI+の値に一時下降するため、蓄電エネルギーの一
部を回収すべき充電ダイオード24を介して接地端子G
ND側から出力端子す側へ充電する。その後、スイッチ
ングトランジスタ28を介して出力端子すが正極として
充電される。
されるが、その際負荷容量Cの極性反転に伴い、その初
期においては、出力端子aの電圧が約2vDIIの値に
一時達するため、蓄電エネルギーの一部を回収すべき放
電ダイオード19を介して出力端子aから電源電圧端子
VDH側に放電すると共に、出力端子すの電圧が約I
VDI+の値に一時下降するため、蓄電エネルギーの一
部を回収すべき充電ダイオード24を介して接地端子G
ND側から出力端子す側へ充電する。その後、スイッチ
ングトランジスタ28を介して出力端子すが正極として
充電される。
この駆動用集積回路to、 20のうち二点鎖線で囲む
逆並列接続のスイッチングトランジスタ13.1823
、28及びダイオード14.19.24.29は共に回
路構成が同一で、その半導体構造も同一である。第4図
はスイッチングトランジスタ18及びダイオード19の
逆並列接続の半導体構造を示す断面図である。図中、l
はp型半導体基板で、この上には底部に高濃度n型埋込
層2a、2bを有し、p型アイソレイション領域3a、
3b、3cで区画された低濃度n型のエピタキンヤル層
の分離島領域4a、4bが形成されており、分離島領域
4aにはスイッチング用npnl−ランジスタ18が作
り込まれ、分離島領域4bにはダイオード19が作り込
まれている。即ち、分離島領域4a内には、低濃度のp
型ベース領域5.高濃度p型のベースコンタクト領域5
a、高濃度n型のエミッタ領域6.及び分離島領域4a
をコレクタ領域とすべき高濃度n型のコレクタコンタク
ト領域7が形成され、隣接する分離島領域4b内には、
高濃度p型のアノード領域7及び分離島領域4bをカソ
ード領域とすべきカソードコンタクト領域8が形成され
ている。そして、エミッタ領域6とアノード領域7は接
続配線6aで電気的に接続され、これは出力端子aに導
かれている。また、コレクタコンタクト領域7とカソー
ドコンタクト領域8は接続配線7aで電気的に接続され
、これは電源電圧端子VDIIに導かれている。
逆並列接続のスイッチングトランジスタ13.1823
、28及びダイオード14.19.24.29は共に回
路構成が同一で、その半導体構造も同一である。第4図
はスイッチングトランジスタ18及びダイオード19の
逆並列接続の半導体構造を示す断面図である。図中、l
はp型半導体基板で、この上には底部に高濃度n型埋込
層2a、2bを有し、p型アイソレイション領域3a、
3b、3cで区画された低濃度n型のエピタキンヤル層
の分離島領域4a、4bが形成されており、分離島領域
4aにはスイッチング用npnl−ランジスタ18が作
り込まれ、分離島領域4bにはダイオード19が作り込
まれている。即ち、分離島領域4a内には、低濃度のp
型ベース領域5.高濃度p型のベースコンタクト領域5
a、高濃度n型のエミッタ領域6.及び分離島領域4a
をコレクタ領域とすべき高濃度n型のコレクタコンタク
ト領域7が形成され、隣接する分離島領域4b内には、
高濃度p型のアノード領域7及び分離島領域4bをカソ
ード領域とすべきカソードコンタクト領域8が形成され
ている。そして、エミッタ領域6とアノード領域7は接
続配線6aで電気的に接続され、これは出力端子aに導
かれている。また、コレクタコンタクト領域7とカソー
ドコンタクト領域8は接続配線7aで電気的に接続され
、これは電源電圧端子VDIIに導かれている。
しかしながら、上記逆並列接続のスイッチングトランジ
スタ及びダイオードを備えた半導体集積回路装置におい
ては、スイッチングトランジスタとダイオードがそれぞ
れ別の分離島領域に作り込まれているため、素子占有面
積が大きく、高密度集積化の障害となっている。上記プ
ラズマデイスプレィの駆動回路にあっては、逆並列接続
のスイッチングトランジスタとダイオードの占有面積は
全回路面積の約50%を占め、しかも一般に60〜80
bitの駆動回路が1チツプ上に集積化されるので、チ
ップサイズの小型化の障害となっていた。
スタ及びダイオードを備えた半導体集積回路装置におい
ては、スイッチングトランジスタとダイオードがそれぞ
れ別の分離島領域に作り込まれているため、素子占有面
積が大きく、高密度集積化の障害となっている。上記プ
ラズマデイスプレィの駆動回路にあっては、逆並列接続
のスイッチングトランジスタとダイオードの占有面積は
全回路面積の約50%を占め、しかも一般に60〜80
bitの駆動回路が1チツプ上に集積化されるので、チ
ップサイズの小型化の障害となっていた。
そこで、本発明の課題は、単一の分離島領域内にスイッ
チングトランジスタ及びダイオードを作り込むことによ
って、素子占有面積の縮小化を実現した逆並列接続のス
イッチングトランジスタ及びダイオードを備えた半導体
集積回路装置を提供することにある。
チングトランジスタ及びダイオードを作り込むことによ
って、素子占有面積の縮小化を実現した逆並列接続のス
イッチングトランジスタ及びダイオードを備えた半導体
集積回路装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の講じた手段は、ス
イッチングトランジスタを絶縁ゲート電界効果型トラン
ジスタとし、この絶縁ゲート電界効果型トランジスタは
第1導電型基板上の第2導電型分離島領域内に形成され
た第1導電型拡散領域をチャネル拡散領域として有し、
ダイオードはそのチャネル拡散領域と第2導電型分離島
領域とで構成される寄生ダイオードを利用したものであ
る。
イッチングトランジスタを絶縁ゲート電界効果型トラン
ジスタとし、この絶縁ゲート電界効果型トランジスタは
第1導電型基板上の第2導電型分離島領域内に形成され
た第1導電型拡散領域をチャネル拡散領域として有し、
ダイオードはそのチャネル拡散領域と第2導電型分離島
領域とで構成される寄生ダイオードを利用したものであ
る。
かかる手段によれば、第2導電型分離島領域内の第1導
電型拡散領域をチャネル拡散領域とする絶縁ゲート電界
効果型トランジスタの存在により、そのチャネル拡散領
域と分離島領域とが寄生ダイオードを構成することにな
るが、この寄生ダイオードはチャネル拡散領域内に形成
される例えばソース領域と例えばドレイン領域たる分離
島領域に対してその絶縁ゲート電界効果型トランジスタ
に逆並列接続のダイオードとして存在する。このため、
2素子が単一の分離島領域内に併存しているため、ダイ
オードの電極及び配線等の形成も不要であることは勿論
、素子占有面積の縮小化ないしチップ面接の小型化を図
ることができる。
電型拡散領域をチャネル拡散領域とする絶縁ゲート電界
効果型トランジスタの存在により、そのチャネル拡散領
域と分離島領域とが寄生ダイオードを構成することにな
るが、この寄生ダイオードはチャネル拡散領域内に形成
される例えばソース領域と例えばドレイン領域たる分離
島領域に対してその絶縁ゲート電界効果型トランジスタ
に逆並列接続のダイオードとして存在する。このため、
2素子が単一の分離島領域内に併存しているため、ダイ
オードの電極及び配線等の形成も不要であることは勿論
、素子占有面積の縮小化ないしチップ面接の小型化を図
ることができる。
次に、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。
。
第1図は、本発明の実施例に係るプラズマ・デイスプレ
ィ駆動用半導体集積回路装置の一部を示す回路構成図で
ある。なお、第1図において第3図に示す部分と同一部
分には同一参照符号を付し、その説明は省略する。この
駆動用集積回路10の第3図に示す回路と異なる点は、
第3図示のスイッチングトランジスタ13.17.18
をMO3FET13’ 、 17’ 、 18’ に置
き換えたところにある。MOS F ET13’ 、
18’はnチャネル型で、トランジスタ17′ はnチ
ャネル型である。
ィ駆動用半導体集積回路装置の一部を示す回路構成図で
ある。なお、第1図において第3図に示す部分と同一部
分には同一参照符号を付し、その説明は省略する。この
駆動用集積回路10の第3図に示す回路と異なる点は、
第3図示のスイッチングトランジスタ13.17.18
をMO3FET13’ 、 17’ 、 18’ に置
き換えたところにある。MOS F ET13’ 、
18’はnチャネル型で、トランジスタ17′ はnチ
ャネル型である。
かかる回路構成において、MOS F E T13’1
8’ とダイオード14.19は共に逆並列接続構成で
、例えばMO3FET18’とダイオード19は第2図
に示す半導体構造とされている。第2図において、1は
p型半導体基板で、この上には高濃度n型の埋込層2a
を底部に有する低濃度n型のエビクキシャル成長層の分
離島領域4aがp型アイソレイション領域3a、3bを
以て画成されている。この分離島領域4a内には縦型で
二重拡散型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタ<DM
O3FET)18′が作り込まれている。即ち、このD
MOS FET18’ は、分離島領域4aをドレイン
領域とし、埋込層2aに達する高濃度n型のドレインウ
オール31を有しており、このドレインウオール31に
導電接触したドレイン電極31aは電源電圧端子VD1
1に電気的に接続されている。一方、分離島領Fa4a
の埋込層2aの上方には環状の低濃度p型拡散領域32
がチャネル拡散領域として形成されている。
8’ とダイオード14.19は共に逆並列接続構成で
、例えばMO3FET18’とダイオード19は第2図
に示す半導体構造とされている。第2図において、1は
p型半導体基板で、この上には高濃度n型の埋込層2a
を底部に有する低濃度n型のエビクキシャル成長層の分
離島領域4aがp型アイソレイション領域3a、3bを
以て画成されている。この分離島領域4a内には縦型で
二重拡散型の絶縁ゲート電界効果型トランジスタ<DM
O3FET)18′が作り込まれている。即ち、このD
MOS FET18’ は、分離島領域4aをドレイン
領域とし、埋込層2aに達する高濃度n型のドレインウ
オール31を有しており、このドレインウオール31に
導電接触したドレイン電極31aは電源電圧端子VD1
1に電気的に接続されている。一方、分離島領Fa4a
の埋込層2aの上方には環状の低濃度p型拡散領域32
がチャネル拡散領域として形成されている。
このチャネル拡散領域32内には環状の高濃度n型ソー
ス領域33及びこの外周に隣接する高濃度p型拡散領域
34が形成されている。チャネル拡散領域32上にはゲ
ート酸化膜35を介してポリシリコンゲート36が被着
されている。ソース領域33及び高濃度n型拡散領域3
4の双方に導電接触するソース電極33aは出力端子a
に電気的に接続されている。
ス領域33及びこの外周に隣接する高濃度p型拡散領域
34が形成されている。チャネル拡散領域32上にはゲ
ート酸化膜35を介してポリシリコンゲート36が被着
されている。ソース領域33及び高濃度n型拡散領域3
4の双方に導電接触するソース電極33aは出力端子a
に電気的に接続されている。
またポリシリコンゲート36上に被着された配線36a
は分圧抵抗15.16の中間点に電気的に接続されてい
る。
は分圧抵抗15.16の中間点に電気的に接続されてい
る。
チャネル拡散領域32とドレインウオール31とで挟ま
れた領域には寄生ダイオードが構成されており、この寄
生ダイオードはそのまま逆バイアスされたダイオード1
9として機能する。即ち、チャネル拡散領域32及び高
濃度p型拡散領域34はダイオード19のアノード領域
として機能し、分離島領域4a及びドレインウオール3
1はダイオード19のカソード領域として機能する。
れた領域には寄生ダイオードが構成されており、この寄
生ダイオードはそのまま逆バイアスされたダイオード1
9として機能する。即ち、チャネル拡散領域32及び高
濃度p型拡散領域34はダイオード19のアノード領域
として機能し、分離島領域4a及びドレインウオール3
1はダイオード19のカソード領域として機能する。
したがって、分離島領域4a内にMO3FET18′を
作り込むことによって、ダイオード19も実質上形成さ
れる。このため、単一の分離島領域4a内には2素子分
が形成されているから、従来に比して占有面積が半減す
る。また、ダイオード19の専用の電極及び配線の形成
が不要である。
作り込むことによって、ダイオード19も実質上形成さ
れる。このため、単一の分離島領域4a内には2素子分
が形成されているから、従来に比して占有面積が半減す
る。また、ダイオード19の専用の電極及び配線の形成
が不要である。
従来のスイッチングトランジスタ14とダイオード19
の双方を分離島領域4a内に作り込むことも考えられる
が、分離島領域4a内にバイポーラ型npn )ランジ
スタを作り込んだ場合、エミツタ層とコレクタ層との間
に必ずp型ベース層が存在するので、そのエミッタとコ
レクタとの間に逆バイアスされた寄生ダイオードを構成
することができない。本実施例では、p型チャネル拡散
領域32を有するMOSFET18’を形成しであるの
で、チャネル反転層として機能する部分以外を実質上の
アノード領域として兼用した点に意義があり、これによ
り寄生ダイオードが構成され、これを特別な電極等を形
成せずにダイオード19として活用することができる。
の双方を分離島領域4a内に作り込むことも考えられる
が、分離島領域4a内にバイポーラ型npn )ランジ
スタを作り込んだ場合、エミツタ層とコレクタ層との間
に必ずp型ベース層が存在するので、そのエミッタとコ
レクタとの間に逆バイアスされた寄生ダイオードを構成
することができない。本実施例では、p型チャネル拡散
領域32を有するMOSFET18’を形成しであるの
で、チャネル反転層として機能する部分以外を実質上の
アノード領域として兼用した点に意義があり、これによ
り寄生ダイオードが構成され、これを特別な電極等を形
成せずにダイオード19として活用することができる。
なお、上記のMOSFET18’はnチャネル型である
が、半導体構造の導電型を逆に形成したり、接続電源端
子を変更することによって、nチャネル型の絶縁ゲート
電界効果型トランジスタとこれに逆並列接続したダイオ
ードを構成できる。
が、半導体構造の導電型を逆に形成したり、接続電源端
子を変更することによって、nチャネル型の絶縁ゲート
電界効果型トランジスタとこれに逆並列接続したダイオ
ードを構成できる。
以上説明したように、本発明に係る逆並列接続のスイッ
チングトランジスタ及びダイオードを備えた半導体集積
回路装置によれば、スイッチングトランジスタとして絶
縁ゲート電界効果型トランジスタを採用し、その絶縁ゲ
ート電界効果型トランジスタは第2導電型分離島領域内
に形成された第1導電型拡散領域をチャネル拡散領域と
して有しており、そのチャネル拡散領域と分離島領域と
が寄生ダイオードたる逆並列接続のダイオードを構成し
ている点に特徴を有するものであるから、次の効果を奏
する。
チングトランジスタ及びダイオードを備えた半導体集積
回路装置によれば、スイッチングトランジスタとして絶
縁ゲート電界効果型トランジスタを採用し、その絶縁ゲ
ート電界効果型トランジスタは第2導電型分離島領域内
に形成された第1導電型拡散領域をチャネル拡散領域と
して有しており、そのチャネル拡散領域と分離島領域と
が寄生ダイオードたる逆並列接続のダイオードを構成し
ている点に特徴を有するものであるから、次の効果を奏
する。
即ち、スイッチングトランジスタとダイオードとが唯一
の分離島領域内に作り込まれているから、従来の作り込
み構造に比して素子占有面積がほぼ半減するので、高密
度集積化又はチップサイズの小型化が実現される。また
ダイオードの電極及び配線を特に形成せずに済むから、
製造上の利点も有する。
の分離島領域内に作り込まれているから、従来の作り込
み構造に比して素子占有面積がほぼ半減するので、高密
度集積化又はチップサイズの小型化が実現される。また
ダイオードの電極及び配線を特に形成せずに済むから、
製造上の利点も有する。
第1図は、本発明の実施例に係るプラズマ・デイスプレ
ィ駆動用半導体集積回路装置の一部を示す回路構成図で
ある。 第2図は、同装置における逆並列接続のスイッチングト
ランジスタ及びダイオードの半導体構造を示す断面図で
ある。 第3図は、従来のプラズマ・デイスプレィ駆動用半導体
集積回路装置を示す回路構成図である。 第4図は、同従来装置における逆並列接続のスイッチン
グトランジスタ及びダイオードの半導体構造を示す断面
図である。 1− p型半導体基板、2a 埋込層、3a、3b p
型アイソレイション領域、4a 分離島領域、IO駆動
用集積回路、13’ 、 1B’ 絶縁ゲート電界効
果型トランジスタ(MOS F ET> 、14I9
ダイオード、31 ドレインウオール、32
低濃度p型チャネル拡散領域、33 ソース領域、3
4第1図 第2図
ィ駆動用半導体集積回路装置の一部を示す回路構成図で
ある。 第2図は、同装置における逆並列接続のスイッチングト
ランジスタ及びダイオードの半導体構造を示す断面図で
ある。 第3図は、従来のプラズマ・デイスプレィ駆動用半導体
集積回路装置を示す回路構成図である。 第4図は、同従来装置における逆並列接続のスイッチン
グトランジスタ及びダイオードの半導体構造を示す断面
図である。 1− p型半導体基板、2a 埋込層、3a、3b p
型アイソレイション領域、4a 分離島領域、IO駆動
用集積回路、13’ 、 1B’ 絶縁ゲート電界効
果型トランジスタ(MOS F ET> 、14I9
ダイオード、31 ドレインウオール、32
低濃度p型チャネル拡散領域、33 ソース領域、3
4第1図 第2図
Claims (1)
- 1)電源電圧の一方の電極と出力電極との間に接続され
たスイッチングトランジスタと、これと並列し該電源電
圧に対して逆方向に接続されたダイオードとを備えた半
導体集積回路装置において、前記スイッチングトランジ
スタは第1導電型基板上の第2導電型分離島領域内に形
成された第1導電型拡散領域をチャネル拡散領域とする
絶縁ゲート電界効果型トランジスタで、前記ダイオード
は該チャネル拡散領域と第2導電型分離島領域とで構成
される寄生ダイオードであることを特徴とする半導体集
積回路装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-04-25 JP JP1105229A patent/JP2545979B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2007088334A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
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