JPH08274182A - 駆動用トランジスタ - Google Patents

駆動用トランジスタ

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JPH08274182A
JPH08274182A JP7072913A JP7291395A JPH08274182A JP H08274182 A JPH08274182 A JP H08274182A JP 7072913 A JP7072913 A JP 7072913A JP 7291395 A JP7291395 A JP 7291395A JP H08274182 A JPH08274182 A JP H08274182A
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JP
Japan
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layer
collector
region
regions
drain
Prior art date
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Pending
Application number
JP7072913A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Shigeta
善弘 重田
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP7072913A priority Critical patent/JPH08274182A/ja
Publication of JPH08274182A publication Critical patent/JPH08274182A/ja
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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】駆動用ICに集積されるドライバトランジスタ
としてのバイポーラトランジスタおよびMOSFET
を、限られたサイズでできるだけ大きいオン電流を流し
得るようにしてICチップサイズを小形化する。 【構成】バイポーラトランジスタのコレクタ層5にコレ
クタ電極の接触する領域を二つのエミッタ領域71,2
2の中間に、MOSFETのドレイン層にドレイン電極
の接触する領域を二つのソース領域の中間に置くことに
より、コレクタ抵抗あるいはドレイン抵抗が小さくな
り、大きいオン電流を流す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプリンタあるいはパネル
ディスプレイなどの駆動用ICの駆動素子として用いら
れる駆動用トランジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】感熱記録ヘッドやインクジェットプリン
トヘッド等を駆動するプリンタ用ICや、プラズマディ
スプレイパネルや液晶パネル等のフラットパネルディス
プレイを駆動するICは、一般に一つのICチップに複
数個のドライバトランジスタを内蔵し、コスト低減を図
っている。図3はそのようなICチップ内の配置を示
し、チップ10の中に直列に受けた画像信号を並列に変
換して送り出すシフトレジスタやラッチ回路等を含む制
御部11と、プリンタあるいはパネルを駆動するための
高耐圧、大電流のドライバトランジスタ12より構成さ
れている。図4 (a) 、 (b) はそのドライバトランジ
スタ12の平面図および断面図である。このドライバト
ランジスタであるバイポーラトランジスタの構造は、p
形サブストレート1にn+ 埋込層2を形成し、その上に
n形エピタキシアル層3を成長させた基板を用い、p形
アイソレーション層4で分離されたn層3がコレクタ領
域で、その領域にn+ 埋込層2に達するn+ コレクタウ
ォール層5、p+ ベース領域6、その表面層の複数のn
+ エミッタ領域71、72、73を形成したものであ
る。n+ コレクタウォール層5の表面電極にコレクタ端
子C、p+ ベース領域6の表面電極にベース端子B、n
+ エミッタ領域71、72、73の表面電極にそれぞれ
エミッタ端子E1 、E2 、E3 が接続され、E1
2 、E3 端子相互も接続されている。このような構造
は、限られたデバイスサイズの中で大電流を流すため
に、エミッタ面積およびエミッタ周辺長を多くするため
のものである。
【0003】図5はこのバイポーラトランジスタの等価
回路を示し、R1 はコレクタウォール層5の抵抗、R2
はコレクタ層3のコレクタウォール層とn+ エミッタ領
域71直下との間の抵抗、R3 はn+ エミッタ領域7
1、72直下間の抵抗、R4 はn+ エミッタ領域72、
73直下間の抵抗である。コレクタ・エミッタ間の電流
を流したときのオン抵抗のほとんどは、これらのコレク
タ抵抗によって決まる。そしてコレクタ・エミッタ間の
飽和電圧VCE(SAT) は、エミッタ抵抗による飽和電圧を
無視するとコレクタ電流Iのときに (1) 式のようにな
る。
【0004】 VCE(SAT) =IR1 +IR2 +2/3IR3 +1/3IR4 …………(1) 図6は、駆動用ICのドライバトランジスタとして用い
られるMOSFETの断面図で、バイポーラトランジス
タの場合と同様にp形サブストレート1の上にn+ 埋込
層を介して形成されたn形エピタキシアル層3のp形ア
イソレーション層4で分離された領域に、n+ 埋込層に
達するn+ ドレインウォール層51、p形チャネル領域
61、62、63、64が形成されている。p形チャネ
ル領域61、62、63、64の表面層には、n+ ソー
ス領域81、82、83、84、85、86が形成さ
れ、ソース領域81、82にはさまれたn層3およびp
領域61、62の露出部上にまたがって絶縁膜を介して
ゲート電極91が設けられている。同様にソース領域8
3、84の間の上にゲート電極92、ソース領域85、
66の間の上にゲート電極93が設けられ、これらに共
通のゲート端子Gが接続される。また、n+ ドレインウ
ォール層51にはドレイン端子D、n+ ソース領域8
1、82にはソース端子S1 、n+ 領域83、84には
ソース端子S2 、n+ 領域85、86にはソース端子S
3 がそれぞれ表面電極を介して接続されている。このM
OSトランジスタのドレイン電流も、図3のバイポーラ
トランジスタのコレクタ電流同様にn+ ドレインウォー
ル層5から各チャネル領域の直下を通って流れるので、
オン抵抗にはその間のn層3の横方向抵抗が加わる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】駆動用ICのドライバ
トランジスタは、限られた寸法の中でできるだけ電流を
多く流すことが望まれる。しかし、コレクタ抵抗あるい
はドレイン抵抗が大きいため寸法を大きくせざるを得
ず、コストが上昇するという問題があった。本発明の目
的は、上記の問題を解決し、限られた寸法でコレクタ抵
抗あるいはドレイン抵抗を低減することにより、電流容
量を大きくし、集積される駆動用ICの小形化、低価格
化を可能とする駆動用トランジスタを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、一つの本発明の駆動用トランジスタは、第一導電
形のコレクタ層の一面の表面層に複数個の第二導電形の
ベース領域が配置され、このベース領域の表面層にそれ
ぞれ第一導電形のエミッタ領域が設けられるバイポーラ
トランジスタであって、コレクタ層の前記一面のコレク
タ電極の接触する領域が二つのエミッタ領域の中間に位
置するものとする。他の本発明の駆動用トランジスタ
は、第一導電形のドレイン層の一面の表面層に複数個の
第二導電形のチャネル領域が配置され、このチャネル領
域の表面層にそれぞれ第一導電形のソース領域が設けら
れ、ソース領域とドレイン層の露出部とにはさまれたチ
ャネル領域上に絶縁膜を介してゲート電極を備えるMO
SFETであって、ドレイン層の前記一面のドレイン電
極の接触する領域が二つのソース領域の中間に位置する
ものとする。何れの場合も駆動用ICに集積されること
が有効である。
【0007】
【作用】バイポーラトランジスタのコレクタ層のコレク
タ電極の接触する領域をエミッタ領域の中間に、またM
OSFETのドレイン層のドレイン電極の接触する領域
をソース領域の中間に形成することにより、コレクタ電
流あるいはドレイン電流が2等分されてそれぞれコレク
タ層あるいはドレイン層を通って両側のエミッタ領域あ
るいはソース領域の直下に達するため、コレクタ層ある
いはドレイン層を流れる距離は最短となり、オン抵抗が
小さくなる。
【0008】
【実施例】以下、図3ないし図6と共通の部分に同一の
符号を付した図を引用して本発明の実施例について述べ
る。図1 (a) 、 (b) は本発明の一実施例のバイポー
ラトランジスタを示し、n + コレクタウォール層5はn
エピタキシアル層3の二つのp形アイソレーション層4
で分離された領域の中央にあり、二つのp+ ベース領域
6の間にはさまれている。p+ ベース領域6の表面層に
はそれぞれエミッタ領域71、72が形成され、図示し
ないその表面電極に接続されるエミッタ端子E1 、E2
は互いに接続されている。図2はこのバイポーラトラン
ジスタの等価回路を示し、コレクタ電流Iは2分割され
てコレクタウォール層5からエミッタ領域71、72の
直下までのn層3の等しい抵抗R5 を通って流れる。従
って、コレクタ・エミッタ間の飽和電圧VCE(SAT) はエ
ミッタ抵抗による飽和電圧を無視すると (2) 式のよう
になる。
【0009】 VCE(SAT) =IR1 +1/2IR5 ……………………( 2 ) (2) 式を (1) 式とくらべれば明らかなようにV
CE(SAT) ははるかに小さくなる。図1のバイポーラトラ
ンジスタを図4の従来のバイポーラトランジスタを、エ
ピタキシアル層3の同一面積の分離された領域に形成さ
れていると考えた場合、エミッタ領域の数が3個から2
個に減るため、エミッタ面積およびエミッタ周囲長が従
来より小さくなる。従って、コレクタ電流が小さいとき
には電流増幅率が小さく、図7に実線21で示すように
本発明の実施例の方が点線22で示す従来例よりV
CE(SAT) が大きいが、コレクタ電流の大きいところでは
コレクタ抵抗が支配的になるため、本発明の実施例の方
が小さくなる。
【0010】図8は本発明の別の実施例のMOSFET
の断面図で、ドレインウォール層51がエピタキシアル
層3のp形アイソレーション層4で分離された領域の中
央に形成され、その両側に各1対のp形チャネル領域6
1、62および63、64が配置されている。そして、
各チャネル領域にそれぞれn+ ソース領域81、82、
83、84が形成され、ソース端子S1 およびS2 に接
続されている。各1対のソース領域の間の表面上にゲー
ト電極91、92が設けられている。このMOSFET
は、図6のMOSFETと同一のデバイスサイズで、ソ
ース領域の数が6個から4個に減少し、ゲート電極の数
も3個から2個に減少しているが、ドレイン抵抗がバイ
ポーラトランジスタの場合のコレクタ抵抗と同様に低減
しているため、大きいドレイン電流を流すことができ
る。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、コレクタ電極あるいは
ドレイン電極の接触する領域を複数個のエミッタ領域あ
るいはソース領域の一方の側に置かないで二つのエミッ
タ領域あるいはソース領域の中間に置くことにより、オ
ン電流のコレクタ層あるいはドレイン層の中の径路を短
くすることができ、限られたデバイスサイズで大きな電
流を流すことが可能になった。従ってデバイスサイズの
縮小ができ、このような駆動用トランジスタを集積する
駆動用ICの小形化、低価格化に対して極めて有効であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のIC中のバイポーラトラン
ジスタを示し、 (a) が平面図、 (b) が断面図
【図2】図1のトランジスタの等価回路図
【図3】駆動用ICのチップ平面図
【図4】従来のIC中のバイポーラトランジスタを示
し、 (a) が平面図、 (b) が断面図
【図5】図4のトランジスタの等価回路図
【図6】従来のMOSFETの断面図
【図7】本発明の一実施例と従来例のバイポーラトラン
ジスタのコレクタ・エミッタ飽和電圧とコレクタ電流と
の関係線図
【図8】本発明の別の実施例のIC中のMOSFETを
示す断面図
【符号の説明】
1 p形サブストレート 2 n+ 埋込層 3 n形エピタキシアル層 4 p形アイソレーション層 5 n+ コレクタウォール層 51 n+ ドレインウォール層 6 p+ ベース領域 61、62、63、64 p形チャネル領域 71、72 n+ エミッタ領域 81、82、83、84 n+ ソース領域 91、92 ゲート電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/73 29/78

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第一導電形のコレクタ層の一面の表面層に
    複数個の第二導電形のベース領域が配置され、このベー
    ス領域の表面層にそれぞれ第一導電形のエミッタ領域が
    設けられるバイポーラトランジスタであって、コレクタ
    層の前記一面のコレクタ電極の接触する領域が二つのエ
    ミッタ領域の中間に位置することを特徴とする駆動用ト
    ランジスタ。
  2. 【請求項2】第一導電形のドレイン層の一面の表面層に
    複数個の第二導電形のチャネル領域が配置され、このチ
    ャネル領域の表面層にそれぞれ第一導電形のソース領域
    が設けられ、ソース領域とドレイン層の露出部とにはさ
    まれたチャネル領域上に絶縁膜を介してゲート電極を備
    えるMOSFETであって、ドレイン層の前記一面のド
    レイン電極の接触する領域が二つのソース領域の中間に
    位置することを特徴とする駆動用トランジスタ。
  3. 【請求項3】駆動用半導体集積回路装置に集積される請
    求項1あるいは2記載の駆動用トランジスタ。
JP7072913A 1995-03-30 1995-03-30 駆動用トランジスタ Pending JPH08274182A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6809387B2 (en) 2003-02-10 2004-10-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Power switching device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6809387B2 (en) 2003-02-10 2004-10-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Power switching device
US7042026B2 (en) 2003-02-10 2006-05-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Power switching device

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