JPS58223364A - 半導体スイツチ素子 - Google Patents
半導体スイツチ素子Info
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- JPS58223364A JPS58223364A JP57106459A JP10645982A JPS58223364A JP S58223364 A JPS58223364 A JP S58223364A JP 57106459 A JP57106459 A JP 57106459A JP 10645982 A JP10645982 A JP 10645982A JP S58223364 A JPS58223364 A JP S58223364A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices 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
- H01L27/04—Devices 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
- H01L27/08—Devices 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
- H01L27/082—Devices 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 bipolar components only
- H01L27/0823—Devices 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 bipolar components only including vertical bipolar transistors only
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体集積回路に関し、特に高電圧の交流信号
を断続するスイッチをバイポーラ半導体集積回路で構成
する場合のスイッチ素子の構造に関するものである。
を断続するスイッチをバイポーラ半導体集積回路で構成
する場合のスイッチ素子の構造に関するものである。
従来、交流スイッチを半導体集積回路で構成する場合、
スイッチ素子としてダイオード、」ｖＯ８トランジスタ
、ザイリスタ、バイポーラトランジスタ等種々の素子が
用いられているが、スイッチ素子として最も簡単で一般
的なものはＮＰＮトランジスタのコレクタ及びエミッタ
をスイッチの両端子とし、ベースに一定電流を流し、ま
たは流さないことによってそのトランジスタをスイッチ
としてオン、オフさせるものである。この時、Ｎ）’Ｎ
トランジスタの動作はスイッチのエミッタ側に正電圧が
印加されると逆トランジスタとして動き、エミッタ側に
負′醒圧が印加された場合には順トランジスタの働きを
する。
スイッチ素子としてダイオード、」ｖＯ８トランジスタ
、ザイリスタ、バイポーラトランジスタ等種々の素子が
用いられているが、スイッチ素子として最も簡単で一般
的なものはＮＰＮトランジスタのコレクタ及びエミッタ
をスイッチの両端子とし、ベースに一定電流を流し、ま
たは流さないことによってそのトランジスタをスイッチ
としてオン、オフさせるものである。この時、Ｎ）’Ｎ
トランジスタの動作はスイッチのエミッタ側に正電圧が
印加されると逆トランジスタとして動き、エミッタ側に
負′醒圧が印加された場合には順トランジスタの働きを
する。
従来のスイッチ素子としてバイポーラトランジスタを用
いた場合の問題点はトランジスタを逆トランジスタとし
て働かせることによって生じる。
いた場合の問題点はトランジスタを逆トランジスタとし
て働かせることによって生じる。
すなわち、一般的な拡散ベース型のＮＰＮ）ランジスタ
のエミッターベース耐圧はｌｏＶ以下であり、スイッチ
オフ時のスイッチ両端電圧はこれを越えることができな
い１．スイッチオフ時の耐圧を上げるためには、エミッ
ターベース耐圧が高い特別なベース不純物／＃同プロフ
ァイルを有するトランジスタを１吏用しなければならな
い。
のエミッターベース耐圧はｌｏＶ以下であり、スイッチ
オフ時のスイッチ両端電圧はこれを越えることができな
い１．スイッチオフ時の耐圧を上げるためには、エミッ
ターベース耐圧が高い特別なベース不純物／＃同プロフ
ァイルを有するトランジスタを１吏用しなければならな
い。
本発明の目的は、通常の拡散ベース型トランジスタを用
いてスイッチオン時の耐圧の爾い交流スイッチ素子を提
供するものである。
いてスイッチオン時の耐圧の爾い交流スイッチ素子を提
供するものである。
本究明によるスイッチ素子は、電気的に分離された一導
電型の島状領域と、この島状領域底部に設けられた共通
コレクタ１に極となる高不純ｍ度の一導醒型埋込領域と
、島状領域表１■近くに形成された実数の逆導電型ベー
ス領域と、それぞれのベース領域内に形成された一導電
型のエミッタ領域とを有し、隣接したベース領域の１方
を第１のベース、能力を第２のベース、そしてそれぞれ
のベース領」或内のエミッタを第１のエミッタおよび第
２のエミッタとし、第１および第２のベース、第１およ
び第２のエミッタのそれぞれを金属電極により外部に取
り出して第１のエミッタ及び第２のエミッタを交流スイ
ッチの両端子とするように構成されている。
電型の島状領域と、この島状領域底部に設けられた共通
コレクタ１に極となる高不純ｍ度の一導醒型埋込領域と
、島状領域表１■近くに形成された実数の逆導電型ベー
ス領域と、それぞれのベース領域内に形成された一導電
型のエミッタ領域とを有し、隣接したベース領域の１方
を第１のベース、能力を第２のベース、そしてそれぞれ
のベース領」或内のエミッタを第１のエミッタおよび第
２のエミッタとし、第１および第２のベース、第１およ
び第２のエミッタのそれぞれを金属電極により外部に取
り出して第１のエミッタ及び第２のエミッタを交流スイ
ッチの両端子とするように構成されている。
本発明の特徴は、一方のスイッチ端子である第１のエミ
ッタから第１のベースに注入された小数ギヤリアｔｉが
、第１のトランジスタ動作によって埋込領域よりなる共
通コレクタ電極に達してこのコレクタ電、甑にそって流
れた後、第２のトランジスタ動作によって第２のベース
に注入され他方のスイッチ端子である第２のエミッタに
流れ出る。
ッタから第１のベースに注入された小数ギヤリアｔｉが
、第１のトランジスタ動作によって埋込領域よりなる共
通コレクタ電極に達してこのコレクタ電、甑にそって流
れた後、第２のトランジスタ動作によって第２のベース
に注入され他方のスイッチ端子である第２のエミッタに
流れ出る。
逆に、第２のエミッタから注入されると、第１のエミッ
タに流れ出る。このため、スイッチ′成流を埋込領域よ
りなるコレクタ４極からオーミック性の取り出し領域を
へて基板表面に１保り出す必要がない。（に、スイッチ
オン時には、第１のトランジスタ動作及び第２のトラン
ジスタ動作を十分自利させて行なうことによってコレク
タ電極取り出しによる直列抵抗の影響がなく、シリーズ
抵抗が低い。次に、スイッチオフ時には第１のベース、
第２のベースに電流を流さないことによって第１、第２
のトランジスタを共に億断し、高い交流電圧の印加に対
しても、■方のトランジスタのコレクタ・エミッタ間逆
耐圧によってオフすることができる。
タに流れ出る。このため、スイッチ′成流を埋込領域よ
りなるコレクタ４極からオーミック性の取り出し領域を
へて基板表面に１保り出す必要がない。（に、スイッチ
オン時には、第１のトランジスタ動作及び第２のトラン
ジスタ動作を十分自利させて行なうことによってコレク
タ電極取り出しによる直列抵抗の影響がなく、シリーズ
抵抗が低い。次に、スイッチオフ時には第１のベース、
第２のベースに電流を流さないことによって第１、第２
のトランジスタを共に億断し、高い交流電圧の印加に対
しても、■方のトランジスタのコレクタ・エミッタ間逆
耐圧によってオフすることができる。
次に図面を用いて本発明をより詳細に説明する。
第１図を参照し７て本発明の一実施例について述べる。
第１図で示された半導体スイッチ素子２２は、底部に高
不純物濃度のＮ型埋込領域２を設けＰ型基板１訃よび絶
碌領域１′により分離されたＮ型島状領載３の表面に第
１のベース領域５及びこれと隣接して第２のベース領域
１０を設け、それぞれのベース領域内に第１のエミッタ
領域６と第２のエミッタ領域１１を設けている。第１の
ベース５、第２のベース１０、第１のエミッタ９および
第２のエミッタ１１はそれぞれｉｌのドライブ端子８、
第２のドライブ端子１２、第１のスイッチ端子９および
第２のスイッチ端子１３に引き出されている。
不純物濃度のＮ型埋込領域２を設けＰ型基板１訃よび絶
碌領域１′により分離されたＮ型島状領載３の表面に第
１のベース領域５及びこれと隣接して第２のベース領域
１０を設け、それぞれのベース領域内に第１のエミッタ
領域６と第２のエミッタ領域１１を設けている。第１の
ベース５、第２のベース１０、第１のエミッタ９および
第２のエミッタ１１はそれぞれｉｌのドライブ端子８、
第２のドライブ端子１２、第１のスイッチ端子９および
第２のスイッチ端子１３に引き出されている。
第１図に示した本発明の一実施例によるスイッチ素子２
２は、第２図に示すように、コレクタが共通となる二つ
のＮＰＮトランジスタで構成サレる。また、同じ半導体
肩板ｌに形成されたドライ ５− ブ回路２３にスイッチ素子２２の第１＋第２のドライブ
端子１３＋１２が接続され、ドライブ回路の人力２４を
コントロールすることによってドライブ端子８−１２の
′電流を流したりあるいは遮断したりして市制御し、ス
ィッチ端子９Ｔ１３間に流れる交流信号をオン、オフす
る。
２は、第２図に示すように、コレクタが共通となる二つ
のＮＰＮトランジスタで構成サレる。また、同じ半導体
肩板ｌに形成されたドライ ５− ブ回路２３にスイッチ素子２２の第１＋第２のドライブ
端子１３＋１２が接続され、ドライブ回路の人力２４を
コントロールすることによってドライブ端子８−１２の
′電流を流したりあるいは遮断したりして市制御し、ス
ィッチ端子９Ｔ１３間に流れる交流信号をオン、オフす
る。
第１の実施例の動作は、スイッチ端子９に正電圧が印加
される場合には、第１のエミッタ６Ｉ第ｌのベース５お
よびコレクタ電極２で構成される第１のトランジスタは
逆トランジスタとして動作し、第２のエミッタ１１．ｉ
２のベース１０およびコレクタ電極２でなる第２のトラ
ンジスタは順トランジスタ動作を行なう。またスイッチ
端子９に負電圧が印加された場合には、順、逆が反転し
タトランシスタ動作を行なう。これにより、スイッチオ
ン時のスイッチ電圧は両トランジスタのうち、Ｉ！動作
を行なうトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧によ
って定まるため高耐圧の交流スイッチ半導体集積回路を
得ることができる。
される場合には、第１のエミッタ６Ｉ第ｌのベース５お
よびコレクタ電極２で構成される第１のトランジスタは
逆トランジスタとして動作し、第２のエミッタ１１．ｉ
２のベース１０およびコレクタ電極２でなる第２のトラ
ンジスタは順トランジスタ動作を行なう。またスイッチ
端子９に負電圧が印加された場合には、順、逆が反転し
タトランシスタ動作を行なう。これにより、スイッチオ
ン時のスイッチ電圧は両トランジスタのうち、Ｉ！動作
を行なうトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧によ
って定まるため高耐圧の交流スイッチ半導体集積回路を
得ることができる。
第３図を参照して第２の実施例について説明す ６−
る。第２の実施例は、第１の実施例とほぼ同様の構造を
しているが第１のベース５と第２のベース１０を高不純
物濃度のＮ型頭域１．４によって収０かこんでいる点で
異なっている。この構造によれば、スイッチオン時に各
トランジスタのベースからコレクタに注入されるホール
がＰ型半導体基板ｌに錆４れ込みにくく々るため、余分
なベース′Ｉｔ流を減少でき、特に逆トランジスタとし
て動作するトランジスタにおいて、ベース′電流の有効
部分が増加することによって、スイッチオン時のスイッ
チ両端ｄｌＥを小さくできる。更に、高不純物濃度のＮ
ｆｉ！Ｊ、・領域１４によってスイッチオフ時ＶＣ特に
負電圧が印加された場合、Ｎ型島状領域３の表面がＰ型
に反転してベースからＰ型半導体基板Ｉにチャンネルｉ
ｌ： ｆＲが流れることを防ぐ効眼も有する。
しているが第１のベース５と第２のベース１０を高不純
物濃度のＮ型頭域１．４によって収０かこんでいる点で
異なっている。この構造によれば、スイッチオン時に各
トランジスタのベースからコレクタに注入されるホール
がＰ型半導体基板ｌに錆４れ込みにくく々るため、余分
なベース′Ｉｔ流を減少でき、特に逆トランジスタとし
て動作するトランジスタにおいて、ベース′電流の有効
部分が増加することによって、スイッチオン時のスイッ
チ両端ｄｌＥを小さくできる。更に、高不純物濃度のＮ
ｆｉ！Ｊ、・領域１４によってスイッチオフ時ＶＣ特に
負電圧が印加された場合、Ｎ型島状領域３の表面がＰ型
に反転してベースからＰ型半導体基板Ｉにチャンネルｉ
ｌ： ｆＲが流れることを防ぐ効眼も有する。
なお第２図の交流スイッチ半厚体集積回路において共通
コレクタ領域の定立は第２のトランジスタの逆動作にお
ける抱和成圧まで負方向に低丁するが、一般Ｋ Ｐ Ｎ
＋妾合の順方向電圧よりも大きさが十分小さいため、
Ｐ型半導体基板１に対してＮ ７− 型島状領域２は電気的に分離されている。
コレクタ領域の定立は第２のトランジスタの逆動作にお
ける抱和成圧まで負方向に低丁するが、一般Ｋ Ｐ Ｎ
＋妾合の順方向電圧よりも大きさが十分小さいため、
Ｐ型半導体基板１に対してＮ ７− 型島状領域２は電気的に分離されている。
以」二に説明したように、本発明によればオン抵抗が小
さく、オフ時の最大印覗圧の高い高耐圧の交流スイッチ
半導体水子が得られる。
さく、オフ時の最大印覗圧の高い高耐圧の交流スイッチ
半導体水子が得られる。
第１図は本発明の第１の実ノ血例である交流スイッチ半
、薄体素子の断面図、第２図は本発明の交流スイッチ半
導体素子を用いた半導体集積回路のブロック図、第３図
は本発明の第２の実施例である交流スイッチ半導体素子
の断面図である。 ■・・・・・・Ｐ型半導体基板、２・・・・・・高不純
物濃度へ型哩込領域、３・・・・・・へ型島状領域、５
・・・・・・第１のベース、６・・・・・・第１のエミ
ッタ、８・・・・・・第１のドライブ端子、９・・・・
・・第１のスイッチ端子、１０・・・・・・第２のベー
ス、１１・・・・・・第２のエミッタ、１２・・・・・
・第２のドライブ端子、１３・・・・・・第２のスイッ
チ端子、２２・・・・・・交流スイッチ半導体素子、２
３第３ 図
、薄体素子の断面図、第２図は本発明の交流スイッチ半
導体素子を用いた半導体集積回路のブロック図、第３図
は本発明の第２の実施例である交流スイッチ半導体素子
の断面図である。 ■・・・・・・Ｐ型半導体基板、２・・・・・・高不純
物濃度へ型哩込領域、３・・・・・・へ型島状領域、５
・・・・・・第１のベース、６・・・・・・第１のエミ
ッタ、８・・・・・・第１のドライブ端子、９・・・・
・・第１のスイッチ端子、１０・・・・・・第２のベー
ス、１１・・・・・・第２のエミッタ、１２・・・・・
・第２のドライブ端子、１３・・・・・・第２のスイッ
チ端子、２２・・・・・・交流スイッチ半導体素子、２
３第３ 図
Claims (1)
- 電気的に分離された−４成型の島状領域と、該島状領域
底部に設けられた共通コレクタ電極として慟〈高不純物
濃変の一導硫型埋込領域と、前記島状領域表面近くに形
成された複数の逆導電型ベース領域と、前記ベース領域
内のそれぞれに形成された−４成型のエミッタ領域とを
有し、二つのエミッタ領域をスイッチの両端子とすると
共にベース領域に制御信号を供給してスイッチ動作を制
御することを特徴とする半導体スイッチ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106459A JPS58223364A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 半導体スイツチ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106459A JPS58223364A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 半導体スイツチ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58223364A true JPS58223364A (ja) | 1983-12-24 |
| JPH0381309B2 JPH0381309B2 (ja) | 1991-12-27 |
Family
ID=14434166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57106459A Granted JPS58223364A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 半導体スイツチ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58223364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019512885A (ja) * | 2016-03-15 | 2019-05-16 | アイディール パワー インコーポレイテッド | 偶発的なターンオンを防止する受動素子を備える二重ベース接続バイポーラトランジスタ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5198986A (ja) * | 1975-02-26 | 1976-08-31 | ||
| JPS5558546A (en) * | 1978-10-24 | 1980-05-01 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Semiconductor logic circuit device |
-
1982
- 1982-06-21 JP JP57106459A patent/JPS58223364A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5198986A (ja) * | 1975-02-26 | 1976-08-31 | ||
| JPS5558546A (en) * | 1978-10-24 | 1980-05-01 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Semiconductor logic circuit device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019512885A (ja) * | 2016-03-15 | 2019-05-16 | アイディール パワー インコーポレイテッド | 偶発的なターンオンを防止する受動素子を備える二重ベース接続バイポーラトランジスタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0381309B2 (ja) | 1991-12-27 |
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