JPH0364065A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0364065A
JPH0364065A JP19939889A JP19939889A JPH0364065A JP H0364065 A JPH0364065 A JP H0364065A JP 19939889 A JP19939889 A JP 19939889A JP 19939889 A JP19939889 A JP 19939889A JP H0364065 A JPH0364065 A JP H0364065A
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JP
Japan
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transistor
collector
semiconductor device
base
type
Prior art date
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Pending
Application number
JP19939889A
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Japanese (ja)
Inventor
Fujihiko Inomata
猪又 藤彦
Yoshikatsu Kondo
近藤 義勝
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0364065A publication Critical patent/JPH0364065A/en
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Abstract

PURPOSE:To lower frequency characteristic of a simple transistor structure, to eliminate influence of external noise and radio wave and to prevent the erroneous operation of a transistor by incorporating a capacitor in the same substrate formed of a transistor active region. CONSTITUTION:A bipolar npn transistor is composed of a n-type epitaxial Si substrate 1 to become a collector, a n<+>-type collector leading part 2, a base p-type diffused layer 3 and an emitter n<+>-type diffused layer 4. A junction capacitance forming p-type diffused layer 5 is provided in the substrate 1 to form a p-n junction capacitance C1 between it and the collector n<->-type layer. When the capacitance (C1) by the p-n junction is inserted between the base and the emitter of the transistor, high frequency characteristics can be lowered, and its structure can be simplified as compared with a conventional structure in which a by-path is externally provided.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明はトランジスタを主とする半導体装置に係り、特
に外部ノイズ・誘導電波等の影響を受は難い構造をもつ
自動車部品用半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device mainly consisting of a transistor, and particularly to a semiconductor device for automobile parts having a structure that is hardly affected by external noise, induced radio waves, etc.

[従来の技術] 最近は自動車部品の急速な電子化が進み、ダツシュボー
ド等に取り付けるランプ、LED等の表示デバイスが増
えている。これら表示デバイスには、それらを駆動する
デイスプレィ・トランジスタが必要となるが、これらト
ランジスタは同時に車内に装備された自動車電話、パー
ソナル無線等からの電波発振、エンジンから出る電波な
どの外部ノイズによる影響を受けやすいことが知られて
いる。
[Prior Art] Recently, the electronicization of automobile parts has progressed rapidly, and the number of display devices such as lamps and LEDs attached to dashboards and the like is increasing. These display devices require display transistors to drive them, but at the same time, these transistors are protected against the influence of external noise such as radio wave oscillations from car phones and personal radios installed in the car, and radio waves emitted from the engine. It is known to be easy to receive.

すなわち、駆動用トランジスタ(デイスプレィ・トラン
ジスタ)の入力(0MOS出力)DCレベルがOFFの
状態では当然にトランジスタの出力もOFF状態となり
、出力系に接続された表示デバイスは例えば消燈状態と
なる。この状態で駆動用トランジスタの入力系に電波な
いしノイズ等がのると、信号成分が増幅され、出力が表
れる。その結果、表示デバイスが誤動作を起こす。
That is, when the DC level of the input (0MOS output) of the driving transistor (display transistor) is OFF, the output of the transistor is naturally OFF, and the display device connected to the output system is turned off, for example. When radio waves or noise enter the input system of the driving transistor in this state, the signal component is amplified and an output appears. As a result, the display device malfunctions.

これに対して一般には駆動用トランジスタに第12図、
第13図に示すようにコンデンサ等で外付けのバイパス
を設けて対応している。しかしこのために1部品数が増
え、基板実装面積の増加や、原価の上昇が生じる、とい
う欠点があった。
On the other hand, in general, the drive transistor shown in FIG.
As shown in FIG. 13, this is handled by providing an external bypass using a capacitor or the like. However, this has the disadvantage that the number of parts increases, the board mounting area increases, and the cost increases.

[発明が解決しようとする課題] デイスプレー(駆動用)トランジスタがノイズ、電波等
の影響を受けないような周波数特性(fT)の低いもの
であれば外付けのコンデンサ等は必しも必要ではないと
いうことができる。
[Problem to be solved by the invention] If the display (drive) transistor has a low frequency characteristic (fT) that is not affected by noise, radio waves, etc., an external capacitor etc. is not necessarily necessary. It can be said that there is no.

一般的にトランジスタのftを下げるのに有効な手段は
、ベース幅を広くとること、コレクタ容量を大きくする
こと、コレクタ抵抗を大きくすること等である。
In general, effective means for lowering the ft of a transistor include increasing the base width, increasing the collector capacitance, and increasing the collector resistance.

しかし、コレクタ抵抗を上げること直流特性(hFEリ
ニアリティ、γCε5at)等が低下してしまう、また
、ベース幅やコレクタ容量を大きくすれば、トランジス
タの大型化はまぬがれず、好ましくない。
However, increasing the collector resistance deteriorates the DC characteristics (hFE linearity, γCε5at), etc., and increasing the base width and collector capacitance inevitably increases the size of the transistor, which is not preferable.

本発明は上記した点を考慮してなされたもので、その目
的は外付けのコンデンサを使用することなく、サイズを
変えることなく、しかもトランジスタのf〒特性を低下
させる自動車部品用の半導体装置を提供することにある
The present invention has been made in consideration of the above points, and its purpose is to provide a semiconductor device for automobile parts that does not require the use of external capacitors or change the size, and also reduces the f-characteristics of transistors. It is about providing.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために1本発明は半導体基板の一主
表面にトランジスタの能動領域と、それに接続する2つ
の電極とが形成された半導体装置であって、上記主表面
の能動領域外の部分に容量、たとえば接合容量を設は上
記トランジスタの周波数特性を低減させる方向に接続す
るものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device in which an active region of a transistor and two electrodes connected thereto are formed on one main surface of a semiconductor substrate, A capacitor, for example a junction capacitor, is provided in a portion of the main surface outside the active region and is connected in a direction that reduces the frequency characteristics of the transistor.

[作用コ 駆動用のトランジスタのf〒特性は一般に下式%式% (τ丘、τB・・・はエミッタ・ベース・・・の時定数
)fTを下げるには、通常、ベース拡散層、エミッタ拡
散層を深くシ、さらにベース幅を広げる手段がある。す
なわち、τBの最適化である。また、τX、τCの増加
も可能であるが、DC特性(hFEリニアリティ、γc
I:csat)等の劣化が生じ、本考案な目的である高
周波特性のみの鈍化に対しては副次°の問題を生ずる。
[The f〒 characteristic of a transistor for action driving is generally determined by the following formula (%) (τ hill, τB... is the time constant of the emitter, base...) To lower fT, the base diffusion layer, the emitter There is a way to make the diffusion layer deeper and further widen the base width. That is, optimization of τB. It is also possible to increase τX and τC, but the DC characteristics (hFE linearity, γc
I:csat), etc., resulting in secondary problems with respect to the blunting of only the high frequency characteristics, which is the purpose of the present invention.

本発明ではτ 及びτCに含まれる抵抗成分及び容量成
分、(ta=γe(Ci +Cc)、tc=γsc’ 
Cc) すなわち、Cc、Ccを増加させる容量を配置すること
によりfTを小さくするものである。
In the present invention, the resistance component and capacitance component included in τ and τC, (ta=γe(Ci +Cc), tc=γsc'
Cc) That is, fT is reduced by arranging a capacitor that increases Cc and Cc.

[実施例] 以下、本発明をいくつかの実施例について図面を参照に
しながら説明する。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings regarding several examples.

第1図はトランジスタ機能領域の形成された半導体基板
に接合容量を内蔵させた場合の一例を示す縦断面図であ
る。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of a case where a junction capacitance is built into a semiconductor substrate in which a transistor functional region is formed.

1はコレクタとなるn エピタキシャルSi基板、2は
n+コレクタ取り出し部(サブストレート)、3はベー
スP拡散層、4はエミッタn十拡散層でこれらによりバ
イポーラnpnトランジスタが構成される。5は接合容
量形式用P拡散層でコレクタn−層との間にPn接合容
量C□をつくる。
1 is an n epitaxial Si substrate serving as a collector, 2 is an n+ collector extraction portion (substrate), 3 is a base P diffusion layer, and 4 is an emitter n+ diffusion layer, which constitute a bipolar npn transistor. 5 is a P diffusion layer for junction capacitance type, which creates a Pn junction capacitance C□ between it and the collector n-layer.

6は酸化膜(Sin、膜)、この酸化膜の孔を通してA
Q電極膜7が拡散領域にオーミックコンタクトするとと
もに、ベースと接合容量C1との間を接続する。
6 is an oxide film (Sin, film), through the hole of this oxide film A
The Q electrode film 7 makes ohmic contact with the diffusion region and connects the base and the junction capacitance C1.

第3図は第1図の半導体装置におけるベース2層3その
まま延在させてコレクタとの間の接合容量として利用し
たものである。
In FIG. 3, the base 2 layer 3 in the semiconductor device of FIG. 1 is extended as is and used as a junction capacitance with the collector.

これらの半導体装置においては第2図に等価回路で示す
ようにトランジスタのベース・エミッタ間にPn接合(
接合ダイオード)による容量(C□)を介挿したことで
高周波特性を低下させることができ、しかも外付けのバ
イパスを設ける従来構造に比べると簡素化され、かさば
ることがない。
In these semiconductor devices, a Pn junction (
By inserting a capacitor (C□) formed by a junction diode), the high frequency characteristics can be lowered, and the structure is simpler and less bulky than the conventional structure in which an external bypass is provided.

第4図はトランジスタの能動領域をはさんで両側に接合
容量形成用のP拡散層8,9それぞれに設けた例であっ
て、一つはベースに接続し、他の一つはエミッタに接続
することにより第5図に等価回路図で示すようにコレク
タ・ベース間及びコレクタ・エミッタ間にPn接合容量
(c i= c z )を介在されて同様の効果を得る
ようにしたものである。
Figure 4 shows an example in which P diffusion layers 8 and 9 for forming junction capacitance are provided on both sides of the active region of the transistor, one being connected to the base and the other being connected to the emitter. As a result, as shown in the equivalent circuit diagram in FIG. 5, a Pn junction capacitance (ci=cz) is interposed between the collector and base and between the collector and emitter to obtain the same effect.

第6図はこの応用例であって、ベース・コレク夕闇及び
ベース・エミッタ間にPn接合容量(C1゜CS )が
存在するように接続した場合の半導体装置の等価回路図
である。
FIG. 6 shows an example of this application, and is an equivalent circuit diagram of a semiconductor device when the semiconductor device is connected so that a Pn junction capacitance (C1°CS) exists between the base and collector and between the base and emitter.

第7図は第1図における接合ダイオードをトランジスタ
に置きかえてそのベース・コレクタ接合容量C工を利用
した例であって、第8図の等価回路図に示すように2つ
のトランジスタ(vyユ。
FIG. 7 shows an example in which the junction diode in FIG. 1 is replaced with a transistor and its base-collector junction capacitance is utilized.As shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 8, two transistors (vyu) are used.

丁γ8)が並列接続された形をとるものである。γ8) are connected in parallel.

この場合接合ダイオードに代るトランジスタ(〒12)
は駆動トランジスタ(〒γ、)に比べてhFEが充分に
小さいトランジスタが使われる。トランジスタ構造、の
特性はこれによりいく分度化するが、半導体装置全体の
幅率(hFE)が必要な値以上になるようにトランジス
タ構造2のhFEを設定する等の最適化を行えば前記実
施例(第1図〜第4図)の場合と同様の効果が得られる
In this case, a transistor replaces a junction diode (〒12)
A transistor whose hFE is sufficiently smaller than that of the drive transistor (〒γ,) is used. The characteristics of the transistor structure will vary somewhat as a result, but if optimization is performed, such as setting hFE of transistor structure 2 so that the width factor (hFE) of the entire semiconductor device is greater than the required value, the implementation described above can be achieved. The same effect as in the example (FIGS. 1 to 4) can be obtained.

第9図はトランジスタ能動領域の形威された基板の同じ
主面にMOS容量を内蔵させた場合の例を示す縦断面図
である。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an example in which a MOS capacitor is built in the same main surface of a substrate in which a transistor active region is formed.

10はうすい絶縁膜(S i O,膜)で半導体(Si
)基板上に形威し、この上に金属電極としてAfi電極
@lを形成することでMOS容量C4を構成し、このA
Q電極をトランジスタのベース電極に接続したものであ
る。
10 is a thin insulating film (SiO, film) made of semiconductor (SiO)
) on the substrate, and form the Afi electrode @l as a metal electrode on this to constitute the MOS capacitor C4.
The Q electrode is connected to the base electrode of the transistor.

このSin、膜厚をよりうすくすればMOSの容量C4
は−そう大きくなる。
If the film thickness of this Sin is made thinner, the MOS capacitance C4
It's - it's getting bigger.

第10図はこの半導体装置の等価回路図である。FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of this semiconductor device.

この半導体装置において、MOS容量の引出し電極部1
1はエミッタ電極から接続してもよい。
In this semiconductor device, an extraction electrode portion 1 of a MOS capacitor
1 may be connected from the emitter electrode.

あるいはまた、第11図の等価回路図に示すようにベー
ス・エミッタの両方の電極から同時に接続した場合にも
同様の作用効果が得られる。
Alternatively, similar effects can be obtained when both the base and emitter electrodes are connected simultaneously as shown in the equivalent circuit diagram of FIG.

[発明の効果コ 以上実施例において説明した本発明によれば以下に記載
のような効果が奏せられる。
[Effects of the Invention] According to the present invention described in the embodiments above, the following effects can be achieved.

トランジスタ能動領域の形成された同じ基板に容量を内
蔵させることにより簡単なトランジスタ構造でそのf7
特性を低下させ外部からノイズ、電波による影響をなく
し、トランジスタの誤動作を防止することができ、自動
車記載部品の信頼性を向上する。
By incorporating a capacitor in the same substrate on which the transistor active region is formed, a simple transistor structure is possible.
It reduces the characteristics and eliminates the influence of external noise and radio waves, preventing transistor malfunctions and improving the reliability of automotive parts.

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

第1図は本発明の一実施例を示す半導体装置の縦断面図
である。 第2図は第1図に対応する等価回路図である。 第3図は第1図の半導体装置の変形例を示す縦断面図で
ある。 第4図は本発明の他の一実施例を示す半導体装置の縦断
面図である。 第5図は第4図に対応する等価回路図である。 第6図は第4図の装置の一変形例に対応する等価回路図
である。 第7図は本発明の他の一実施例を示す半導体装置の縦断
面図である。 第8図は第7図に対応する等価回路図である。 第9rJAは本発明の他の一実施例を示す半導体装置の
縦断面図である。 第10図は第9図に対応する等価回路図である。 第11図は第9図の装置の一変形例に対応する等価回路
図である。 第12図は従来例を示す半導体装置の縦断面図である。 第13図は第12図の装置に対応する等価回路図である
。 1・・コレクタ(n−半導体層) 3・・ベース(P)拡散層 4・・エミッタ(n十)拡散層 5・・接合容量形成用拡散層 7・・All電極膜 10・・S i O,膜 第 1 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 0 図 第 図
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram corresponding to FIG. 1. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a modification of the semiconductor device shown in FIG. 1. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device showing another embodiment of the present invention. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram corresponding to FIG. 4. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram corresponding to a modified example of the device shown in FIG. 4. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device showing another embodiment of the present invention. FIG. 8 is an equivalent circuit diagram corresponding to FIG. 7. No. 9rJA is a longitudinal sectional view of a semiconductor device showing another embodiment of the present invention. FIG. 10 is an equivalent circuit diagram corresponding to FIG. 9. FIG. 11 is an equivalent circuit diagram corresponding to a modified example of the device shown in FIG. 9. FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a conventional semiconductor device. FIG. 13 is an equivalent circuit diagram corresponding to the device of FIG. 12. 1... Collector (n-semiconductor layer) 3... Base (P) diffusion layer 4... Emitter (n+) diffusion layer 5... Diffusion layer for forming junction capacitance 7... All electrode film 10... S i O , Film 1 Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板の一主表面にトランジスタの能動領域と
それに接続する2つの電極とが形成された半導体装置で
あって、上記主表面の能動領域外の部分に容量を設け、
上記トランジスタの周波数特性が低減する方向に接続し
たことを特徴とする半導体装置。 2、請求項1に記載の半導体装置において、上記容量は
接合容量である。 3、請求項1に記載の半導体装置において、上記容量は
MOS容量である。
[Claims] 1. A semiconductor device in which an active region of a transistor and two electrodes connected thereto are formed on one main surface of a semiconductor substrate, and a capacitor is provided in a portion of the main surface outside the active region. ,
A semiconductor device characterized in that the transistors are connected in a direction that reduces frequency characteristics. 2. In the semiconductor device according to claim 1, the capacitance is a junction capacitance. 3. In the semiconductor device according to claim 1, the capacitor is a MOS capacitor.
JP19939889A 1989-08-02 1989-08-02 Semiconductor device Pending JPH0364065A (en)

Priority Applications (1)

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JP19939889A JPH0364065A (en) 1989-08-02 1989-08-02 Semiconductor device

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JP19939889A JPH0364065A (en) 1989-08-02 1989-08-02 Semiconductor device

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JP (1) JPH0364065A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7081799B2 (en) 2002-08-22 2006-07-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Bipolar transistor, oscillation circuit, and voltage controlled oscillator
JP2010034312A (en) * 2008-07-29 2010-02-12 Rohm Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor

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