JPS58123773A - Mis電界効果トランジスタ - Google Patents

Mis電界効果トランジスタ

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JPS58123773A
JPS58123773A JP58002133A JP213383A JPS58123773A JP S58123773 A JPS58123773 A JP S58123773A JP 58002133 A JP58002133 A JP 58002133A JP 213383 A JP213383 A JP 213383A JP S58123773 A JPS58123773 A JP S58123773A
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JP
Japan
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mis
band
fet
another
gate electrode
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JP58002133A
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English (en)
Inventor
イエネ・チハニ
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.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/17Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
    • H10D62/393Body regions of DMOS transistors or IGBTs 
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D12/00Bipolar devices controlled by the field effect, e.g. insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
    • H10D12/411Insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/80Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/82Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
    • H10D84/83Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/64Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/66Vertical DMOS [VDMOS] FETs

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (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】 本発明は第一導電形の半導体基板、この基板の一つの表
面に内股された少なくとも一つの逆導I社形のチャネル
帯域およびチャネル帯域に内設された第−導磁形のソー
ス帯域、同じ表面に隣接するドレイン帯域および他の表
面に結合されたドレイン電橋、−表面に設けられた絶縁
層上に存在する少なくとも一つのゲート電極ならびに一
表面じ内設さn、ゲート電極の下に位置するpn接合を
有する少なくとも一つの逆導電形のインジェクタ帯域を
備えzMIs電界効果トランジスタζ二関する。
そのような電界効果トランジスタ(FET)はすでに西
ドイツ国特許出願p 3103444.6に記載されて
いる。MI S FETは増大する最大阻止電圧に伴な
って著しく増大する通電抵抗R8nを有し、それは約3
00v以上の最大阻止電圧に対するROnが特別な措置
をとらない時には同じ咀市電圧が印加されたバイポーラ
トランジスタに対するよりも大きくなることに導く。そ
こでインジェクタ帯域によってキャリヤがドレイン帯域
に注入さ几、そのことが導電領域におけるキャリヤ対の
濃度の増加に導く。これはドーピング増大、したがって
ROnの低下と同等である。上述のMISFETにおい
ては、インジェクタ帯域はMI S FET のゲート
電極と接続されている。インジェクタ帯域は所定の電流
を引き出すから、制御装置、例えばVLS I回路ある
いはマイクロプロセッサが高負荷で作動しなければなら
ない。このことはしかし多くの目的に対して望ましくな
いことである。
本発明は、制御装置の高負荷での作動が広い範囲で避け
られるように上記の種類のMIS−PETを改良するこ
とを目的とする。
本発明は、インジェクタ帯域が別のMIS−FETのソ
ース−ドレイン区間を介して第一のMIS−FETのド
レイン帯域と結合され、別のMIS−F’ETのゲート
電極が第一のMI S −F’ETのゲート成極と電気
的に接続されたことを特徴とする。
本発明の発展形は特許請求の範囲の@2項以下に挙げら
れている。
本発明を第1図ないし第5図に関し二、三の実施例にエ
リ詳細に悦明する。
第1図に示すMIS−FETの半導体基体は第一の、例
えばn形の帯域lを有し、その中に逆導電形のチャネル
帯域2が内設されている。チャネル帯域2の中には第−
導電形のソース帯域3が内設されている。チャネル帯域
2およびソース帯域3はソース電極4によって相互に電
気的に接続されている。帯域1は他の帯域2および3に
対し相対的に弱くドープされている。帯域1は上記の帯
域に対する基板である。それはドレイン帯域として役立
ち、強いn形の中間帯域5を介してドレイン電極11と
接続されている。
チャネル帯域2が内設された表面にはインジェクタ帯域
6も設けられる。この表面上に絶縁層7により表面に対
して絶縁されたゲート電極8が存在する。これはインジ
ェクタ帯域6の側に少なくともインジェクタ帯域6とド
レイン帯域1の間のpn接合の表面露出部まで達するか
あるいはインジェクタ帯域6に重なっている。他の側で
はゲート電極8はチャネル帯域2のソース電極4が接触
していない半導体基体表面への露出部分に同時に重なる
。インジェクタ帯域6は、場合によっては抵抗9を介し
て、そのドレイン電極がドレイン端子11と電気的に接
続さn=別のMIS−FETIOのソース端子と接続さ
れている。別のMIS−FFJTloのゲー)電極はゲ
ート電極8と接続されている。
ドレイン電極11に電圧+UDを、ソース電極4に大地
電位を印加し、両m工5−FETがnチャネル形である
ならば、第一のMr 5−PET  および別のMI 
5−FET 10は正のゲート電圧+Uoにより導通す
るように制御される。その場合、ゲート市掻8の下に負
のキャリヤの蓄積層21が形成される。キャリヤの濃度
はここでは著しく強いから、蓄積層は少なくともほぼオ
ーム特性を持つ。
したがって電位はインジェクタ帯域6の周囲において低
く、インジェクタ帯域はドレイン電極11から別のMI
S−FETIOを介して電流を得る。
別のMIS−FETIOは従って正のキャリヤをドレイ
ン帯域1に注入する。このことはやはりこの領域中の負
のキャリヤの増加に導く。合わせてここではキャリヤの
密度が増大し、そのことは通電抵抗R8nの減少と同等
である。
第1図に示すMIS−FET10 の個別素子の代りに
、第2図に示すように別のMIS−FETを第一のMI
S−FET の半導体基体の中に集積することもできる
。別のMIS−FETのチャネル帯域12はドレイン帯
域1と逆の導電形である。チャネル帯域の中には第−導
電形のソース帯域13が内設されている。ソース帯域1
3およびチャネル帯域12は両帯域間を短絡する電極1
4によって互に接続されている。MI S −FET 
10は絶縁層16の上に位置するゲート電場15によっ
て制御される。両部会はチャネル帯域12の電極14が
接触していないドレイン帯域の表面への露出部分の上に
存在する。ゲート電極15およびBは電気的に相互に接
続されている。電tJit14は電気的には接続されて
おらず、そルは半導体基体中の電位状態によって与えら
れる″磁位にドリフトする。
両MIS−PETがnチャネル形(上からnpnn  
の層順序)であるならば、両MIS−FETは正のゲー
ト電圧4Joによって導通するように制御される。その
場合、ゲート電極8の下にやはり蓄積@21が形成され
、それがインジェクタ帯域6の周囲における電位を低く
する。従ってiMfはドレイン端子から別のMI 5−
FET 10を通じてそのソース帯域13.電極14.
チャネル帯域12、選択的に備えられる抵抗9を介して
インジェクタ帯域6に至る径路を流れる。インジェクタ
帯域6はその時正のキャリアを注入し、それが第1図に
関連して述べたドレイン帯域1の中のキャリヤ灯の濃度
増大に導く。
選択的に備えられる抵抗りは外部抵抗であってもよく、
表面上に存在する導体路によって形成されてもヨ<、あ
るいは半導体基体中に集積され、インジェクタ帯域6お
よびチャネル帯域12と同−導電形の補助帯域によって
形成されてもよい。
第3図に示す実施例は第2図に示すものと、両MIS−
FETが共通のゲート電極1Bによって制御さ几でいる
点が異なる。ゲート電極1Bは絶縁1i17の上に位置
する。両MIS−FETの並列接続を避けるために、イ
ンジェクタ帯域6は両MIS−FETO間に配置さ几て
いる。従って蓄積層21は中断され、その結果ソース帯
域3および13の間のオーム接続は成立できない。
第3図に概念的に示された抵抗もしくは電気接1 ; 続は、既に第2図に関して述べたように、インジェクタ
帯域およびチャネル帯域と同−導電形を有し、適応した
ドーピングの一つまたは後段の補助っの可能な実施形式
を示す。そこではチャネル帯域12がインジェクタ帯域
6と二つの条部19゜20によって接続されている。イ
ンジェクタ帯域はその場合、図ではWt線で示されてい
るゲート電極18より幅が広い。それによって反転層2
1が完全に中断され1両MIS−FETの間のオーム接
続が妨げられる。
図示された実施例はそれぞれ大面積の半導体基体の断面
をそれぞれ示す。実際の作動に対しては第一のMIS−
FETもしくは別のMIS−FETの多数を互に並列接
続する。それに対する実施例を第5図に示す。ソースお
よびゲート電極はより分かりやすくするために省略され
ている。別のMIS−FET10は、その上に多数の第
一のMIS−FET素子22が位置する半一体テップ2
4の縁に存在する。MIS−FET素子10のチャネル
帯域と同−導電形の条部23が接続さ、れている。この
条部が規則正しい網目を形成し、素子lOおよび22の
電気的分離のために常にそれらの間に存在する。
【図面の簡単な説明】
@1図は本発明の第一の実施例によるMIS−ITの断
面図、 第2図は第二の実施例にょるMIS−F’ETの断面図
。 第3図は第三の実施例にょるMIS−FETの断面図。 第4図は第3図のMIS−PETの電極を除いて示した
平面図。 第5図は本発明の実施例によるMis−PET素子の多
数を備えた半導体チップの平面図である。 1・・・ドレイン帯域、  2・・・第一のMIS−F
ETのチャネル帯域、 3・・・第一のMIS−FET
のソース帯域、  6・・・インジェクタ帯域。 7・・・絶縁−18・・・ゲート電極、  10・・・
別のR[5−FET、 11・・・ドレイン電極、12
・・・別のMI S −FET  のチャネル帯域、 
13・・・別のMIS−FETI):/−:x帯域、’
  14−z別+7)MIS−PETのソース電極、 
151−別のMIS−F’ETのゲート電極。 FIGI FIG2 IG3 IG4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)第一導電型の半導体基板、この基板の一つの表面に
    内設された少なくとも一つの逆導電形のチャネル帯域(
    2)およびチャネル帯域に内設された第−導電形のソー
    ス帯域(3)。 同じ表面に隣接するドレイン帯域(1)および池の表面
    に結合さ几たドレイン電極(11)、−表面に設けられ
    た絶縁層(7)上に存在する少なくとも一つのゲート電
    極(8)ならびに−表面に内股さ几、ゲート電極の下に
    位置するpn接合を有する少なくとも一つの逆導電形の
    インジェクタ帯域(6)を備えたMIS−FETにおい
    て、インジェクタ帯域(6)は別のMIS−FET(1
    0)のソースードレ・イン区間を介して第一のMIS−
    Fl12Tのドレイン帯域(1)と結合され、前記別の
    MIS−FET(10)のゲート電極が第一のMis−
    FETのゲート電極(8)と接続されたことを特徴とす
    るMIS電界効果トランジスタ。 2)別のMI S −FET (10)が基板の表面に
    内設さ肚た逆導電形のチャネル帯域(12)およびその
    チャネル帯域に内設された第−導電形のソース帯域(1
    3)を有し、前記別のMIS−FET(10)が該別の
    MI S −FETのソース帯域およびチャネル帯域の
    間を短絡するソース電極(14)を持ち、前記別のMI
    S−F’ET(10)のゲート重砲(15)が第一のM
    IS−FETのゲート電極(8)に対して横に間隔を置
    いて、またインジェクタ帯域(6)に対して横に間隔を
    置いて位置し、前記別のMIS−FETのソース電極(
    14)がインジェクタ帯域(6)と電気的に接続された
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のMIS電
    界効果トランジスタ。 3)別のMIS−FET(10)が基板の表面に内設さ
    れた逆導電形のチャネル帯域(12)およびチャネル帯
    域に内設された第一導電形のソース帯域(13)を有し
    、前記別のMIS−’FISTが該別のMIS−PET
    のソース帯域およびチャネル帯域の間を短絡するソース
    電橋を持ち、第一および別のMIS−FETが共通のゲ
    ート電極(18)を持ち、インジェクタ帯域(6)が第
    一および別のMIS−FETの間に位置し、その幅はゲ
    ート電極の下に形成される両MIS−FETのチャネル
    帯域(2,12)の間の蓄積層(21)が完全に中断さ
    れるような寸法を有し、前記別の旧5−FETのソース
    帯域い3)が鳩6ミ′夢帯域(6)と電気的に接続され
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のMIS
    電界効果トランジスタ。 4)別のgIs−FET(:ro)のソース帯域(]3
    )がチャネル帯域(12)を介し、基板の表面に内設さ
    れた同一導電形の少なくとジエクタ帯域(6)と接続さ
    れたことを特徴とする特許請求の範囲第2項または第3
    項記載のMIS電界効果トランジスタ。 5)補助帯域(J19)がインジェクタ帯域(6)およ
    びチャネル帯域(2,X2)と同程度にドーピングされ
    たことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載のMIS
    電界効果トランジスタ。 6)同一の半導体チップ(24)の上に複数の第一のM
    IS−FET素子(22)と複数の別のMI 5−FE
    T素子(10)が配置され。 補助帯域が相互間を連絡させる条部(23)の形を持つ
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第5項の
    いずれかに記載のMIS電界効果トランジスjl、。 7)別のMI 5−FET (10)が半導体チップ(
    24)の縁に位置し1条部(23)が規則正しい網目を
    形成することを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
    MIS電界効果トランジスタ。
JP58002133A 1982-01-12 1983-01-10 Mis電界効果トランジスタ Pending JPS58123773A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823200660 DE3200660A1 (de) 1982-01-12 1982-01-12 Mis-feldeffekttransistor mit ladungstraegerinjektion
DE32006608 1982-01-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58123773A true JPS58123773A (ja) 1983-07-23

Family

ID=6152892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58002133A Pending JPS58123773A (ja) 1982-01-12 1983-01-10 Mis電界効果トランジスタ

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US (1) US4641163A (ja)
EP (1) EP0083801A3 (ja)
JP (1) JPS58123773A (ja)
DE (1) DE3200660A1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
EP0083801A3 (de) 1985-05-02
EP0083801A2 (de) 1983-07-20
US4641163A (en) 1987-02-03
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