JPS58162058A - 半導体装置 - Google Patents

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、プラズマ納金朧の半導体装置に調し、特に半
導体基板上に、グッズマａ１４１結合素子【以下、ＰＣ
Ｄという）として単接合トランジスタな順次近接して配
列し、この単接合トランジスタ間の固体プラズマによる
結合を利用して転送動作を行なうように構成され九シフ
トレジスタに関するものである。

従来のこの種のシフトレジスタの概要を第１図に示しヤ
説明すると、館１図はそのシフトレジスタの概略一部平
面図を示し、説明の便宜上、ＰＣＤとして４個の単接合
トランジスタを構成した場合を示している。同図におい
て、１０は導電型としてＮ型を有するシリコンからな゛
る半導体基板であシ、この半導体基板１０上には４個の
単接合トランジスタ１〜４が順次近接して一列に配列さ
れる。

これら単接合トランジスタ１〜４は、半導体基板１０上
に、不純物拡散によシ形成され九Ｎ［の高濃度拡散領域
よシなる共通のベース領域１１と、前記基板１０と逆の
導電型つまシＰ戯の拡散領域よシなるエミッタ領域２１
〜２４およびフック領域としてのＰ型拡散領域３１〜３
４内に不純物拡散によシミねて形成されたＮ型の高濃度
拡散領域よりなるコレクタ領域４１〜４４（フック型コ
レクタともいう）とから構成されている。

つぎに上記構成の転送動作を説明する。ここで、コレク
タ領域４１〜４４を共通にて接地し、これに対して正の
ベース電圧ＶＩＣを与える。シフトレジスタを起動させ
るには単接合トランジスタ１のエミッタ領域２１に前記
ベース電圧ＶＩＣよシＰＮ接合順方向立上り電圧分だけ
高い電圧ｖ１を加えると、エミッタ領域２１よシＮ型半
導体基板１０に正孔が注入される。この正孔はＰＭ拡散
領域３１、コレクタ領域４１を通って流れ、これらエミ
ッタ領域２１、Ｎ型半導体基板１０、Ｐｉｌｉｌ拡散領
域３１およびコレクタ領域４１からなるＰＮＰＮ構造（
′？イリスタ構造ともいう）の単接合トランジスタ１が
オンする。これにより、前記２Ｍ拡散領域３１を含むコ
レクタ領域４１の直下に固体プラズマが発生し、その電
位は接地電位近くまで下がる。この固体プラズマの影参
によりｉｉｌ接した単接合トラ下し、その結果、エミッ
ｊ１２、Ｎｍ半導体基板１０１ＰＷ拡散領域３２および
コレクタ領域４２からなる単接合トランジスタ２をオン
させるに必要なエミッタ電圧Ｖｏａ、ｓｚは上記電圧Ｖ
ｌよ如上がる。しかし、単接合トランジスタ３のエミッ
タ領域２３の周囲の電位降下は前記エミッタ領域２２に
くらべ少なく、この単接合トランジスタ３をオンさせる
に必要なエミッタ電圧を■ｏＮ、２３とすると、Ｖｏｘ
ｚｚ　＜　Ｖｏｓ−ｘ３の関係にある。これによって、
エミッタ領域２１の転送りロック電圧をＶｏｗとすると
、これを、ＶｏＮ、ｚｚ　＜　Ｖｘ　＜　ＶＯＮ、２ｍ
と設定することにより、オン状態を転送することができ
る。しかして、第１図の構造では最低３相のクロックパ
ルスが必要になる。つまシ、今、単接合トランジスタ３
がオンしている場合、隣接する単接合トランジスタ４に
オン状態を転送させるには、次のクロックパルスはエミ
ッタ領域２２に加えることなく、エミッタ領域２１およ
び２４に加えなければならない。すなわち、２つおきに
同一のクロックパルスを加えることとなシ、３相クロツ
ク駆動となる。なお、エミッタおよびコレクタ領域を非
対称構造とすることによシ、２相クロツクにて転送する
方法も既に知られている。

このように、上記した従来のものでは、シフトレジスタ
を構成する際に第１図に示したように１各単接合トラン
ジスタを順次−列に配置しているが、シフトレジスタを
駆動する始動用の単接合トランジスタは一列に配列され
た両端のものを用いているため、常に一端よシ始まって
右または左の定まった方向のみしか転送することができ
なかった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、シフト
レジスタを構成する単接合トランジスタの任意箇所のエ
ミッタ領域近傍にゲート領域または単接合トランジスタ
を設けることによシ、転送を任意箇所より開始または終
了させることができるシフトレジスタを提供することを
目的としている。

以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第２図は本発明による一実施例を示すシフトレジスタの
概略一部千自図であシ、このシフトレジスタは、半導体
基板１０上に単接合トランジスタ１〜４を順次近接して
一列に配列している点は第１図に示した従来のものと同
様であるが、各単接合トランジスタ１〜４の両端を除く
任意箇所たとえは第３番目の単接合トランジスタ３のエ
ミッタ領域２３近傍に、半導体基板１０と同一の導電製
を有するＮ型の高濃度拡散領域よりなるゲート領域５３
を設けたものである。

つぎｔ上記実施例の動作を説明する。ここで、各エミッ
タ２１〜２４に３つおきに転送りロックパルスを加えて
おき、その電圧は、それのみでは各単接合トランジスタ
１〜４はオンしないが、前記エミッタ領域２３の近傍に
電圧降下が発生した場合その単接合トランジスタ３をオ
ンできるような電圧に設定しておく。しかして、単接合
トランジスタ３のエミッタ領域２３近傍に設けられたゲ
ート領域５３の電圧を下けることにょシ、エミッタ領域
２３、基板１０、Ｐ型拡散領域３３およびコレクタ領域
４３からなるＰＮＰＮ＠造の単接合トランジスタ３はオ
ンし、これが始動用単接合トランジスタとなつτ転送を
開始できる。その結果、各エミッタ領域２１〜２４に加
える３相の転送りロッりに応じて前記単接合トランジス
タ３よシ右オ九は左方向に転送することができる。

一方、転送状態にあるときは、前記ゲート領域５３の電
圧をペース、コレクタ領域間のペース電圧ＶＩＣより上
げておくことにより、隣接する単接合トランジスタ２が
オンしたとしても、上記ゲート領域５３の電位にささえ
られて単接合トランジスタ３がオフとなる。これによっ
て、転送を止めることができる。また、ゲート領域５３
の電位を感知すれば、単接合トランジスタ３がオンした
場合そのベース電圧ＶＢＣより電圧降下が発生している
ことがわかる。これにより、シフトレジスタのどの箇所
がオンしているかを知ることができる。

これは、転送りロックパルスの周期が一定でなく、かつ
転送速度が均一でないときに有効な手段となる０ 第３図は本発明による他の実施ガを示すもので、第２図
との異なる点は、単接合トランジスタ３のエミッタ領域
２３近傍に、それと対向して咳単接合トランジスタ３と
同様のエミッタ領域２５、半導体基板１０、Ｐ型拡散領
域３５およびコレクタ領域４５からなるＰＮＰＮ構造の
単接合トランジスタ５を設けたことにある。

この実施例によると、エミッタ領域２５にそのベース電
圧ＶＩＣよ、９　ＰＮ接合の順方向立上り電圧分曵は高
い電圧Ｖ、を加えることによ）、単接合トランジスタ５
はオンしてＰ型拡散領域３５を含むコレクタ領域４５の
直下に固体プラズマを発生し、そのプラズマによる結合
で単接合トランジスタ３がオンする。その結果、前記単
接合トランジスタ３により上述と同様に転送を開始でき
る。

なお、上述では３相クロツク駆動の場合について示し九
が、本発明は、エミッタまたはコレクタ領域を非対称構
造とした２相クロツク駆動の場合にも同様に適用するこ
とができる。また、単接合トランジスタのコレクタ構造
としてＰ重拡散領域内にＮ型のコレクタ領域を含むＰ型
、Ｎｆｆ１の複合構造の他にＮ型のコレクタ領域からな
る単一構造のものであったシ、半導体基板の導電型に応
じて各領資産逆にし九シ、種々の変更を行なうことがで
きる。

以上説明したように本発明によれば、シフトレジスタを
構成する単接合トランジスタの任意箇所のエミッタ領域
近傍にゲート領域または単接合トランジスタを設けると
とによシ、シフトレジスタの転送動作を任意の箇所にて
開始または終了させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一例を示すシフトレジスタの概略一部平
面図第２図は本発明による一実施例を示すシフトレジス
タの概略一部平面図、第３図は本発明による他の実施例
を示すシフトレジスタの概略一部平面図である。 １〜５・・・・単接合トランジスタ、１０−・・・半導
体基板、１１・・・・ペース領域、２１〜２５・・・・
エミッタ領域、３１〜３５・ｅ・・Ｐ型拡散領域、−４
１〜４５・・・啼コレタタ領域１，５３・・・・ゲート
領域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上に単接合トランジスタを順次近接して配列
   し、これら単接合トランジスタは、前記半導体基板上に
   形成され九腋基板と同一導電蓋０ベース領域と、該ベー
   ス領域に対してそれでれ形成され九前記半導体基板と逆
   導電蓋のエミッタ領域および前記半導体基板と同一導電
   蓋のコレクタ領域を具備してなる半導体装置において、
   前記単接合トラフ２フフ０両端を除く任意箇所の単接合
   トランジスタのエミッタ領域近傍に、半導体基板と同一
   導電蓋を有するゲート領域および単接合トランジスタ構
   造のいずれか１つを設けたことを譬微とする半導体装置
   。