JPH05501479A - 半導体スイッチ - Google Patents

半導体スイッチ

Info

Publication number
JPH05501479A
JPH05501479A JP51546390A JP51546390A JPH05501479A JP H05501479 A JPH05501479 A JP H05501479A JP 51546390 A JP51546390 A JP 51546390A JP 51546390 A JP51546390 A JP 51546390A JP H05501479 A JPH05501479 A JP H05501479A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
semiconductor device
source
region
channel region
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.)
Pending
Application number
JP51546390A
Other languages
English (en)
Inventor
スベッドベルグ,ペル
Original Assignee
アセア ブラウン ボベリ アクチボラグ
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 アセア ブラウン ボベリ アクチボラグ filed Critical アセア ブラウン ボベリ アクチボラグ
Publication of JPH05501479A publication Critical patent/JPH05501479A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78696Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0688Integrated circuits having a three-dimensional layout
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0922Combination of complementary transistors having a different structure, e.g. stacked CMOS, high-voltage and low-voltage CMOS
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/4908Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET for thin film semiconductor, e.g. gate of TFT

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (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。

Description

【発明の詳細な説明】 半導体スイッチ 技術分野 本発明は第1の伝導形の第1の電界効果トランジスタを含む半導体装置に関する ものであり、前記トランジスタは、半導体基板中に構成され、ソース接続を備え たソース領域、ドレイン接続を備えたドレイン領域、前記ソースとドレインの領 域間に配置されたチャネル領域、そして前記ソースとドレインの領域間の前記チ ャネル領域中に導電チャネルを生成するためのメンバを有している。
本発明は特に、スイッチメンバとして使用するためのいわゆる半導体スイッチに 関するものである。
従来の技術 MOS型の電界効果トランジスタをスイッチメンバとして使用することは従来か ら知られている。そのようなトランジスタには低抵抗のオン状態抵抗が与えられ る。
しかし、そのトランジスタの制御電極とそれのチャネル領域との間に位置してい る絶縁層の最大許容電圧か非常に限定された値であるため、従来のそのようなM OSトランジスタで使用できる最大電圧は低い値に限られている。
スウェーデンの公告された特許出願第460.488号から、スイッチングの目 的でMOS型の半導体装置を使用することは既に知られている。この種の装置は 従来のMOS)ランジスタよりもかなり高い動作電圧で動作するように設計され ているかもしれない。しかし、トランジスタが導通状態での、トランジスタのチ ャネル領域中ての電荷キャリア密度の最大到達値は限られており、このことがそ のような装置におけるオン状態抵抗値を従来のMOSトランジスタのそれよりも 高くしている。
発明の概要 本発明の目的は、本明細書の冒頭に述べたような半導体装置であって、同時に単 位表面積当たりの処理電力が大きく且つ高速の動作のできる半導体装置を得るこ とである。単位表面積当たりの高い電力処理能力を実現するためには、高いオフ 状態電圧に耐えることと、低いオン状態抵抗値を持つことの両方か要求される。
この目的は本発明に従う半導体装置によってかなりの程度まで達成できる。
そのような装置を特徴づける事柄は特許請求の範囲から明らかになるであろう。
図面の簡単な説明 以下において、本発明は図面、第1図から第7図を参照しながら説明する。第1 図は本発明に従う装置の基本的な構成を示している。第2図は、本発明に従う装 置がどのように制御および負荷回路へ接続されているかを模式的に示している。
第3図は、本発明に従う装置中の2つのトランジスタに、チャネル領域の両端の いわゆるストップゾーン(stop zone)がどのように設けられているか を示している。第4図は各トランジスタ当たりに単一のストップゾーンを備えた 別の実施例を示している。第5a図と第5b図は、本発明の別の2つの実施例に 従って、どのように制御信号が装置に供給され、また適切な制御電圧を発生させ るためのメンバがどのように装置と集積化されているかを示している。第6図は 別の実施例を示しており、それは基板がシリコンウェハであって、その中に装置 の2つのトランジスタのうちの下側のものが作り込まれている。第7a図、第7 b図、第7c図、そして第7d図は本発明に従って装置を製造するための1つの 方法例における引き続く工程を示している。
好適実施例の説明 第1図は本発明に従う半導体装置を示している。本装置はシリコンウェハの形の 基板l上に配置されている。
このウェハ上に電気的に絶縁性の二酸化シリコン層2が取り付けられ、装置を基 板から分離している。前記二酸化シリコン層2の表面上に単結晶シリコン層3が 取り付けられ、その中に第1の電界効果トランジスタが作られる。このトランジ スタはN+にドープされたソース領域31、Pにドープされたチャネル領域32 、そしてN十にドープされたドレイン領域33を有している。ソース領域には接 続コンタクト311とリード312か備えられている。ドレイン領域には同様に 、コンタクト331とリード332か備えられている。シリコン層3の上には電 気的に絶縁性の二酸化シリコン層4が取り付けられ、それの上には第2の単結晶 シリコン層5が取り付けられる。後者のシリコン層中には第2の電界効果トラン ジスタか作られ、それはP+にドープされたソース領域51、Nにドープされた チャネル領域52、そしてP+にドープされたトレイン領域53を有している。
ソース領域にはコンタクト511とリード512が備えられ、またドレイン領域 にはコンタクト531とリード532か備えられている。これら2つの電界効果 トランジスタはエンハーンスメント型のものである。下側の電界効果トランジス タ31−33ではソースとドレインの領域はN形で、トランジスタはいわゆるN MOS)ランジスタである。
上側のトランジスタ51−53ではソースとドレインの領域はP形で、トランジ スタはいわゆるPMO3)ランジスタである。
二酸化シリコン@2は少なくとも1μmの厚さを有するべきであり、少なくとも より高い動作電圧においては5−1cμmの厚さを育することが望ましい。シリ コン層3と5の厚さは60nmでよく、二酸化シリコン層4の厚さは20nmで よい。電界効果トランジスタのチャネル領域の長さくトランジスタのソースコン タクトとドレインコンタクトとの間の距離)はその装置を動作させたい動作電圧 に依存する。この長さは10−1.00μmの範囲内にあることか望ましい。例 えば、160Vという最大オフ状態電圧においてチャネル領域の長さは18μm であり、300Vという動作電圧ではそれは30−50μmである。トランジス タのソースおよびドレイン領域のドーピングは10 ” −10”an−’の範 囲内にあり、またチャネル領域のそれは10 ” −10l7an−’の範囲内 にある。
チャネル領域は、これらの2つの領域間で電荷の平衡が達成されるように形成さ れるべきである。このことは両頭域で表面の単位面積当たりのドーピング原子の 数が同じである、すなわち単位体積当たりの不純物濃度に層の厚さを乗じた値が 同一であるということを意味する。
第1図から明かなように、下側のトランジスタのチャネル領域32は上側のトラ ンジスタのチャネル領域52よりもいくらか長くなっている。更にこれ以外の実 施例も可能であって、例えば、破線aおよびbに示したように、下側のトランジ スタのソースおよびドレイン領域をチャネル領域の方へ内側へ延長して、それの 長さが上側のトランジスタのチャネル領域の長さと同じになるようにすることも できる。
チャネル領域の輻(第1図の紙面に垂直な方向の広がり)は、この構成要素(c omponent)が処理できる電流容量の望みの値に依存して適当に選ばれる 。たぶん、望みの電流処理能力を実現するために複数個の構成要素を並列につな ぐことが行われるであろう。
別のやり方として、本発明に従う構成要素は、例えばサファイヤ板等の電気的に 絶縁性の基板上に配置することもできる。その場合には、酸化物層2の厚さはこ こに述べたものよりもかなり薄いものにすることができる。
別の実施例に従えば、厚い二酸化シリコン層2を、シリコン基板上に取り付けら れた多結晶ダイヤモンド層で置き換え、そのダイヤモンド層の上に薄い二酸化シ リコン層を取り付ける。
第2図は、本発明に従う構成要素かどのように制御および負荷回路へ接続される かの原理を示している。本構成要素は集積回路A中に含まれるものとして示され ている。第1図示された構成要素に加えて、本回路はそれぞれ、トランジスタの ソース接続312と512との間、およびドレイン接続532と332との間に 、それぞれつながれた抵抗体61.62を含んでいる。下側のトランジスタのソ ース接続312とトレイン接続332とはこの回路の主要な接続を構成しており 、第2図では、電圧源9と負荷物体lOを含む模式的負荷回路へ接続されるよう に示されている。制御電圧源71と72はそれぞれ、2つのトランジスタのソー ス接続312と512との間、ドレイン接続332と532との間に、それぞれ つながれている。制@電圧源は接点81.82を備えたスイッチングメンバの助 けによってオンとオフとの間でスイッチされる。制@電圧源は同等の高電圧を適 切に供給するようになっている。
第2図に示されたスイッチングメンバ81.82の状態では、供給される制御電 圧Uは零であり、2つのトランジスタのソース領域は抵抗体61の助けによって 同じ電位に保たれ、また2つのドレイン領域は抵抗体62の助けによって互いに 同じ電位に保たれている。第2図に示された電圧源9の極性において、第2図の 下側のトランジスタの左側に示された接合と、第2図の上側のトランジスタの右 側に示された接合とはブロック状態にある。
これらのブロック状態の接合には空間電荷領域か形成されて印加電圧を吸収する 。チャネル領域には比較的少量のドーピングしか行われていないため、これらの 領域での空間電荷層の広かりは最も大きく、そのため印加電圧のほとんどの部分 が支えられる。
コンタクト81と82を閉じることによって制御電圧をスイッチオンすると、制 御信号Uは制御電圧源の電圧に等しくなる。上側のトランジスタは下側のそれに 対して正の電位を与えられる。制御電圧源の電圧、従って2つのトランジスタ間 の電位差は例えば5vである。この電位差は、上側のトランジスタの絶縁層4近 くのチャネル領域中にP形導通チャネルの生成を引き起こし、また下側のトラン ジスタの絶縁層4近くのチャネル領域中にN形導通チャネルの生成を引き起こす 。こうして、2つのトランジスタは導通状態から変化し、電圧源9から下側のト ランジスタと負荷物体10とを通って負荷電流が流れる。2つの生成されたチャ ネルは互いに影響しあい、強め合って、チャネル中に典型的には 5 X 10 ” −10l3an−’の高い電荷キャリア密度か得られる。こ の電荷キャリア密度は、例えばスウェーデンの公告された特許出願第460.4 48号から知られる構成要素のような、問題にしている種類の従来技術の構成要 素において達成でき得る値よりもかなり高いレベルである。この高い電荷キャリ ア密度は導通チャネルを従来のMOSトランジスタと同程度の高い伝導度にし、 また本発明に従う構成要素はこれによって低いオン状態抵抗値を有することにな る。同時に、本発明に従う構成要素は非導通状態において、ソースとドレインの コンタクト間の高電圧を支え(back up)られる。これはチャネル領域中 の低いドーピングレベルのためと、絶縁層4の両側のチャネル領域で空間電荷が 互いに平衡状態にあることとのためである。本発明に従う構成要素は従来技術の MOSトランジスタよりも単位表面積歯たりの電力処理能力にかなり優れている であろう。本電力処理能力はバイポーラトランジスタのそれに近づいており、し かも本発明に従う構成要素は少数電荷キャリアが存在しないため、バイポーラト ランジスタよりもかなり高速の動作速度を存している。
上に述べたように、非導通状態において、トランジスタの2つの接合の内の1つ はブロック状態にある。平衡したドーピングと薄い中間酸化物とによって、上側 および下側の両トランジスタ中の空間電荷領域はドレイン領域からソース領域へ まで広がる。ソース領域とドレイン領域との間に印加された電圧は、次にソース 領域において注入現象をもたらす電界を生成する。従って、特定のチャネル長と 特定の最大印加電圧において、チャネル領域中のドーピングは注入電界か反対の PN接合に到達しないような高いレベルになければならない。これは構成要素の 最大動作電圧を限定する。第3図は、ソース領域とドレイン領域に最も近いチャ ネル領域に、チャネル領域と同じ伝導形でそれよりも高濃度のドーピングを施し たストップゾーンを備えることによって、この問題をどのように回避するかを示 している。第3図は本発明に従うそのような構成要素の例を示しており、そこで はストップゾーンをそれぞれ54.55と34.35で示している。構成要素両 端間に印加された電圧を増加させていくと、高いドーピングを施されたストップ ゾーンは横方向の電界強度を減少させて、注入を回避させる。そのような構成要 素において、チャネル領域のドーピングは第1図や第2図に従う構成要素のドー ピングよりもかなり低レベルに行われている。第3図で、この低いドーピングは それぞれ、νとπで示されている。チャネル領域の低いドーピングはチャネル領 域全体にわたる電界強度を高め、非導通状態でほぼ一定とし、このため構成要素 の動作電圧は高くなる。しかし、第3図に示された本発明に従った実施例におい て、最大電界強度はブロック状態の接合において得られ、それは印加される最大 電圧を制限する。
上に述べた欠点は第4図に示された実施例の助けによって解消される。この実施 例では、各トランジスタはそれぞれ1つだけのストップゾーン35と54を有し 、それらはチャネル領域の対向する端に配置されている。トランジスタのソース 領域31.51へドレイン領域33゜53に相対的に正の電圧が印加された時に は、チャネル領域中の電界強度はほぼ一定になり、構成要素中に生ずる最大電界 強度に等しくなる。この結果、構成要素の電圧吸収能力は優れたものとなる。し かし、このことはここに述へた印加電圧の極性についてのみ正しい。従って、両 方向での高い電圧吸収能力を可能にするために、第4図に従う構成要素を2個互 いに逆に直列に接続することか行われる。
上に述へた本発明の実施例において、非導通状態での印加割部電圧は零である。
これとは違って、この期間に負の制@電圧を印加することも可能である。2つの トランジスタ系の間に負の制御電圧を印加しても注入を抑制できる。ストップ層 の必要性やそれのトービングレへルに関しては、スイッチを非導通状態にした時 に用いる制ti電圧の大きさに依存して最適化か行われるへきである。
本発明に従う半導体装置において、チャネル領域のドーピング分布は、2つのチ ャネル領域での電位か互いに協力しあうこと、すなわちチャネル領域の全体的な 広がりの中で2つのチャネル領域中に対向して位置する任意の対になった2つの 点での電位か等しいか、またはできるたけ等しくなっていることが望ましい。こ うすれば、制iI!電圧によって引き起こされるもの以外の、絶縁層4両端の電 圧ストレスは回避される。このことは例えば、チャネル領域のドーピングを第3 図や第4図に示され構成要素のように低くすることによって達成される。各チャ ネル領域中の電界強度はほぼ一定になり、各チャネル領域中の電位はソース領域 とトレイン領域の間で直線的に変化することになる。このことは、2つのチャネ ル領域の対向して位置する2点の各対の2つの点間て望ましい電位の一致を実現 する。
第5a図は、本発明の1つの実施例において制御電圧を供給するメンバかどのよ うに実際の構成要素と集積されるかを示している。構成要素Aはこのように集積 回路を含み、それは2つの電界効果トランジスタに加えて抵抗体61.82と2 つのダイオードブリッジ11.12を含んでいる。この構成要素は負荷電流のた めの接続BとCを有している。この構成要素を導通状態にする時には、接続17 .18へ交流電圧信号Sを供給する。それはそれぞれコンデンサ13.14と1 5.16を経て、整流ブリッジへ供給される。ダイオードブリッジからは直流電 圧Uが得られ、それは既に述へたように構成要素を導通状態に制御する。
第5b図は第5a図に従う装置の別の実施例を示している。集積回路Aは2の電 界効果トランジスタに加えて2組の整流ブリッジ、すなわち、それぞれlla。
11bおよび12a、12bと、2組のインバータ、すなわち、それぞれIla 、Ilb、IlcおよびI2a。
I2b、I2cとを含んでいる。ブリッジ11 a。
12aには、接続+7a、17bおよびコンデンサ13a、13b、15a、1 5bを経て、例えばブリッジか5v程度の大きさの直流電圧を供給するように、 一定の振幅の交流電圧Pか供給される。そ゛れらの直流電圧は電源供給電圧とし てインバータへ供給される。構成要素か導通すべき時には、制御接続18a、1 8bへ交流電圧Sの形の制御信号か供給される。これによって抵抗体61a、6 1b両端間に制御直流電圧が発生し、それがインバータIlaとT2aの出力信 号を“低レベル”に、またインバータJlbと12bの出力信号を“高レベル” にする。すなわち、制御電圧“U”は正になり、構成要素は導通して、制御信号 Sが供給されている限りは導通状態に留まる。制御信号Sが取り除かれると、ブ リッジl1bS 12bからの出力電圧は零となり、インバータIlaおよびI 2aからの出力信号は“高レベル”、またインバータIlb、I2bからの出力 信号は“低レベル”、また制御電圧“U”は負となる。構成要素は非導通状態に なって、負の#御電圧0u”が注入を抑制し、こうして構成要素の最大許容電圧 か増大する。
上に述べた本発明の実施例で、両電界効果トランジスタは薄い半導体層中に作ら れ、それらのうち、下側の層は基板上に取り付けられた電気的に絶縁性の層上に 形成されている。第6図は本発明の別の実施例を示しており、そこにおいては下 側のトランジスタが単結晶シリコン母体(body) 1を含む基板中に直接作 成されている。下側のトランジスタにおいて、この母体はPにドープされたゾー ン32aを含み、それはトランジスタのチャネル領域を構成している。このゾー ン中にN形の導電領域31a。
33aか形成され、それはトランジスタのソースおよびドレイン領域を構成して いる。それ以外は、本構成要素は既に述へたように作製される。
本発明に従う構成要素は複数の異なる方法で製造することができる。以下に第7 図を参照しながら好適な製造方法の1つについて説明する。単結晶シリコンウェ ハX中に、この図のウェハの上部の表面領域を貫通してそれぞれ、酸素および窒 素をイオン打ち込むことによって二酸化シリコン層101と窒化シリコン層10 2(SixNy)が形成される。シリコン母体の、上述の2つの層の外部にある 部分104,105,106はこの処理によって影響されない。第7a図はイオ ン打ち込み後のシリコン母体を示している。これの後、何らかの既知の方法(例 えば、熱酸化および/または堆積)によってシリコン母体表面上に二酸化シリコ ン層103か形成される。これは第7b図に示されている。第7C図は裏返しに したシリコン母体Xを示している。同様の既知の方法によって単結晶シリコンの 第2の母体Yがそれの表面に二酸化シリコン層201を備えて形成されている。
これらの2つの母体は第7C図に矢印で示したように互いに張り合わされる。室 温においてさえも、これらの板の間には結合が生ずる。この場合は800−10 00°Cの温度範囲での熱処理によって強化される。以後のエツチング処理によ ってシリコン母体X部分106かエッチされて除去される。このエツチングの間 、窒化物層102は停止層として作用する。次に、窒化物層102がエッチされ て除去される。こうして成形された母体か第7d図に示されている。シリコン母 体Yは基板を構成しており、二酸化シリコン層201,103は本発明に従う半 導体構成要素と基板との間の電気的絶縁層を構成している。薄い単結晶シリコン 層104中に本構成要素の下側のトランジスタが作製される。二酸化シリコン層 +01は本構成要素の2つのトランジスタ間の電気的絶縁層として役立つ。上側 の単結晶シリコン層105中に本構成要素の上側のトランジスタか作成される。
トランジスタの各領域へそれぞれ望ましいドーピングを行うために例えば、上述 の製造工程の後に、あるいは前記製造工程の初期に、イオン打ち込みが用いられ る。
以上、スイッチメンバとして使用するための半導体スイッチとして、本発明に従 う構成要素について説明してきた。本構成要素は、例えば集積デジタル回路中の 制御可能な要素として等、その他、別の分野でも使用できる。
スイッチメンバとして以外でも、本構成要素はアナログ回路中で無段階制御のた めに利用てきる。
第2図において、構成要素の出力回路は電圧源と負荷物体とを含んている。しか し、この出力回路は任意の種類のものでよく、例えばデジタルまたはアナログ回 路要素または回路でもよい。
Eg、、5’ 国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.第1の伝導形(N)の体位の電界効果トランジスタを含む半導体装置であっ て、前記トランジスタが半導体母体(3)中に配置されて、ソース接続(311 )を備えたソース領域(31)、ドレイン接続(331)を備えたドレイン領域 (33)、前記ソース領域とドレイン領域との間に配置されたチャネル領域(3 2)、そして前記ソース領域とドレイン領域との間のチャネル領域中に導電チャ ネルを生成するためのメンバ(5,71,72)を含んでいる、半導体装置であ って、それが、前記半導体母体上に取り付けられた絶縁層(4)と、前記絶縁層 (4)上に取り付けられた半導体材料の第1の層(5)とを含み、前記第1の半 導体層(5)中には前記第1の電界効果トランジスタの伝導形とは逆の伝導形( P)の第2の電界効果トランジスタが作製され、前記第2の電界効果トランジス タがソース領域(51)、ドレイン領域(53)、そしてチャネル領域(52) を含んでおり、 前記第2のトランジスタのチャネル領域(52)が前記第1のトランジスタのチ ャネル領域(32)と少なくとも重なりを持つように配置されており、前記2つ のトランジスタの電圧吸収方向が少なくとも本質的に一致しており、 前記第2のトランジスタのソース領域(51)には、前記第1のトランジスタと 前記第2のトランジスタのソース領域(31,51)間に制御電圧(u)を接続 するための接続(511)が備えられており、前記第2のトランジスタのドレイ ン領域(53)には、前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタのドレ イン領域(33,53)間に制御電圧(u)を接続するための接続(531)が 備えられており、前記2つのトランジスタの一方のトランジスタのソースおよび ドレイン領域(31,33)には出力回路(9,10)の接続のための接続メン バ(311,312,331,332)が備えられている、 ことを特徴とする半導体装置。 2.請求項第1項記載の半導体装置であって、前記2つのトランジスタのチャネ ル領域(32,52)のドーピング濃度および厚さが、これら2つのチャネル領 域間に電荷平衡が成り立つように選ばれることを特徴とする半導体装置。 3.請求項第1項または第2記載の半導体装置であって、前記2つのトランジス タがエンハーンスメント型であることを特徴とするする半導体装置。 4.請求項第1項から第3項の任意の項記載の半導体装置であって、1つのトラ ンジスタのチャネル領域(32)と同じ伝導形(P)であるがチャネル領域より も高濃度にドープされたストップゾーン(34,35)が、前記トランジスタの チャネル領域(32)と、前記ソースおよびドレイン領域(31,33)のうち の少なくとも一方との間に設けられていることを特徴とする半導体装置。 5.請求項第4項記載の半導体装置であって、第1のストップゾーン(34)が 前記トランジスタのチャネル領域(32)とそれのソース領域(31)との間に 設けられており、また第2のストップゾーン(35)が前記トランジスタのチャ ネル領域とそれのドレイン領域(33)との間に設けられていることを特徴とす る半導体装置。 6.請求項第4項記載の半導体装置であって、ストップゾーンが両トランジスタ に設けられていることを特徴とする半導体装置。 7.請求項第6項記載の半導体装置であって、1つのトランジスタがそれのチャ ネル領域(52)とそれのソース領域(51)との間にストップゾーン(54) を有し、また他方のトランジスタがそれのチャネル領域(32)とそれのドレイ ン領域(33)との間にストップゾーン(35)を有していることを特徴とする 半導体装置。 8.請求項第1項から第7項の任意の項記載の半導体装置であって、前記半導体 母体(3)が1つの絶縁性ベース(2)の上に設けられた半導体材料の第2の層 を含んでいることを特徴とする半導体装置。 9.請求項第1項から第8項の任意の項記載の半導体装置であって、それが、受 信された制御信号に依存して、前記トランジスタのソースおよびドレイン接続へ 前記制御電圧(u)を供給して、トランジスタを導通状態と非導通状態との間で 制御するための制御電圧発生メンバ(11,12)を含んでいることを特徴とす る半導体装置。 10.請求項第9項記載の半導体装置であって、前記制御電圧発生メンバが、前 記構成要素を導通状態へ制御するための第1の極性の制御電圧と、前記構成要素 を非導通状態へ制御するための逆の極性の制御電圧とを前記トランジスタのソー スおよびドレイン接続へ供給するようになっていることを特徴とする半導体装置 。 11.請求項第9項または第10項記載の半導体装置であって、前記制御電圧発 生メンバが、前記制御電圧が互いに等しい大きさであるように設計されているこ とを特徴とする半導体装置。 12.請求項第1項から第11項の任意の項記載の半導体装置であって、前記ト ランジスタの非導通状態において、前記2つのトランジスタのソース領域(31 ,51)を第1の電位に保ち、前記2つのトランジスタのドレイン領域(33, 53)を第2の電位に保つようになった電位制御メンバを備えていることを特徴 とする半導体装置。 13.請求項第12項記載の半導体装置であって、前記電位制御メンバが、前記 トランジスタのソース領域間につながれた第1の抵抗性要素(61)と、前記ト ランジスタのドレイン領域間につながれた第2の抵抗性要素(62)とを含んで いることを特徴とする半導体装置。 14.請求項第1項から第13項の任意の項記載の半導体装置であって、前記チ ャネル領域(32,52)中にドーピング分布が、トランジスタの非導通状態に おいて、前記トランジスタの一方のトランジスタのチャネル領域の各点における 電位が前記点と対向して位置する他方のトランジスタのチャネル領域のその部分 中に電位と可能な限り等しくなるように選ばれていることを特徴とする半導体装 置。
JP51546390A 1989-11-09 1990-10-19 半導体スイッチ Pending JPH05501479A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8903761A SE464949B (sv) 1989-11-09 1989-11-09 Halvledarswitch
SE8903761-8 1989-11-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05501479A true JPH05501479A (ja) 1993-03-18

Family

ID=20377432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP51546390A Pending JPH05501479A (ja) 1989-11-09 1990-10-19 半導体スイッチ

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0540516A1 (ja)
JP (1) JPH05501479A (ja)
CA (1) CA2069911A1 (ja)
SE (1) SE464949B (ja)
WO (1) WO1991007780A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5684320A (en) * 1991-01-09 1997-11-04 Fujitsu Limited Semiconductor device having transistor pair
JP3135939B2 (ja) * 1991-06-20 2001-02-19 富士通株式会社 Hemt型半導体装置
SE513283C2 (sv) * 1996-07-26 2000-08-14 Ericsson Telefon Ab L M MOS-transistorstruktur med utsträckt driftregion

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS577161A (en) * 1980-06-16 1982-01-14 Toshiba Corp Mos semiconductor device
US4593300A (en) * 1984-10-31 1986-06-03 The Regents Of The University Of Minnesota Folded logic gate
SE460448B (sv) * 1988-02-29 1989-10-09 Asea Brown Boveri Dubbelriktad mos-switch

Also Published As

Publication number Publication date
CA2069911A1 (en) 1991-05-10
WO1991007780A1 (en) 1991-05-30
SE8903761D0 (sv) 1989-11-09
SE464949B (sv) 1991-07-01
SE8903761L (sv) 1991-05-10
EP0540516A1 (en) 1993-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4227098A (en) Solid state relay
JPH0371773B2 (ja)
US5479030A (en) Compound semiconductor device and electric power converting apparatus using such device
US4132996A (en) Electric field-controlled semiconductor device
US3280386A (en) Semiconductor a.c. switch device
KR850005737A (ko) 광기전련 릴레이
US2717343A (en) P-n junction transistor
KR930022582A (ko) 복합제어형 반도체장치 및 그것을 사용한 전력변환장치
US3742318A (en) Field effect semiconductor device
JPH05501479A (ja) 半導体スイッチ
JPS6326549B2 (ja)
JPS60132374A (ja) 絶縁分離した絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタを含む半導体デバイス構造
US5036377A (en) Triac array
US5345094A (en) Light triggered triac device and method of driving the same
US4370567A (en) Semiconductor switch device suitable for A.C. power control
US4761679A (en) Complementary silicon-on-insulator lateral insulated gate rectifiers
CA1190327A (en) Gated diode switching devices
US3448298A (en) Semiconductor controlled switch circuit component
GB2344689A (en) Analogue switch
JPH0513768A (ja) 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
EP0052633B1 (en) Optically switched device
JPS62144357A (ja) スイツチング用半導体装置
JPH029463B2 (ja)
JPH0722197B2 (ja) 電界効果型静電誘導サイリスタ
GB2207806A (en) Triac array