JPS586161A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS586161A JPS586161A JP56104156A JP10415681A JPS586161A JP S586161 A JPS586161 A JP S586161A JP 56104156 A JP56104156 A JP 56104156A JP 10415681 A JP10415681 A JP 10415681A JP S586161 A JPS586161 A JP S586161A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 9
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- 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
- H01L27/0825—Combination of vertical direct transistors of the same conductivity type having different characteristics,(e.g. Darlington transistors)
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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、たとえば２つのトランジスタ段からなるいわ
ゆるダーリントン接続回路において、前段トランジスタ
のエミッタ・ベース間にダイオードを挿入した回路を単
一半導体内に形成した半導体装置に関するものである。
ゆるダーリントン接続回路において、前段トランジスタ
のエミッタ・ベース間にダイオードを挿入した回路を単
一半導体内に形成した半導体装置に関するものである。
２個のトランジスタ’ｒ、１ｓ ”ｒ２からなるダーリ
ントン接続回路素子は、一般に第１図に示すようＫＴｒ
、のコレクタとＴｒ２のコレクタおよびＴｒ＋のエミッ
タとＴｒ２のベースがそれぞれ共通接続され。
ントン接続回路素子は、一般に第１図に示すようＫＴｒ
、のコレクタとＴｒ２のコレクタおよびＴｒ＋のエミッ
タとＴｒ２のベースがそれぞれ共通接続され。
また’Ｉ’ｒ、のベースとＴｒ２のベースとの間に抵抗
Ｒ１が接続され、Ｔ１２ のベース・エミッタ間に抵抗
Ｒ２が接続され、さらにＴｒ２のエミッタ・コレクタ間
にダイオードＤ１が接続されるとともに。
Ｒ１が接続され、Ｔ１２ のベース・エミッタ間に抵抗
Ｒ２が接続され、さらにＴｒ２のエミッタ・コレクタ間
にダイオードＤ１が接続されるとともに。
ベース電極Ｂ１エミッタ電極Ｅ、コレクタ電極Ｃを具備
する回路が単一半導体基板に１体的に作り込まれた構成
となっている。
する回路が単一半導体基板に１体的に作り込まれた構成
となっている。
また、このようなダーリントン接続回路素子の構造とし
て、従来知られている構造は第２図に示すようにトラン
ジスタＴｒｌおよびＴＸ２の共通コレクタ領域１となる
半導体基体に共通ベース領域２が形成され、このベース
領域内にＴｒｌのエミッタ領域３とＴｒ２のエミッタ領
域４がそれぞれ形成された構造である。なお、抵抗Ｒ１
に相当する領域６と抵抗Ｒ２に相当する領域６はエミッ
タ領域３および４の直下のベース領域部分に存在し、ダ
イオードＤ１はＰＭ接合部７に存在することになる。
て、従来知られている構造は第２図に示すようにトラン
ジスタＴｒｌおよびＴＸ２の共通コレクタ領域１となる
半導体基体に共通ベース領域２が形成され、このベース
領域内にＴｒｌのエミッタ領域３とＴｒ２のエミッタ領
域４がそれぞれ形成された構造である。なお、抵抗Ｒ１
に相当する領域６と抵抗Ｒ２に相当する領域６はエミッ
タ領域３および４の直下のベース領域部分に存在し、ダ
イオードＤ１はＰＭ接合部７に存在することになる。
ベース電極Ｂに相当する電極ａｈ ’ｌ”ｒ＋のエミッ
タとＴｒ２のベースとを接続する内部電極９およびエミ
ッタ電極Ｅに相当する電極１ｏがそれぞれ形成され、コ
レクタ電極Ｃとなる電極１１は半導体基体の裏面に形成
されている。１２は絶縁膜である。
タとＴｒ２のベースとを接続する内部電極９およびエミ
ッタ電極Ｅに相当する電極１ｏがそれぞれ形成され、コ
レクタ電極Ｃとなる電極１１は半導体基体の裏面に形成
されている。１２は絶縁膜である。
このようにして形成されたダーリントン接続回路素子で
は、スイッチング動作でＯＮからＯＦＦへの切り替え時
にベース・エミッタ間が逆バイアスされると％ Ｔｒ
ｉのベース・エミッタ間には電流が流れないため、Ｔｒ
２のベース領域に蓄積されたキャリアの放出は、抵抗Ｒ
１を通じてベース電極へ徐々に流出するだけであり、抵
抗Ｒ１が大きいときにはキャリアの放出速度は小であり
蓄積されたキャリアは比較的長時間ベース領域に残留す
る。
は、スイッチング動作でＯＮからＯＦＦへの切り替え時
にベース・エミッタ間が逆バイアスされると％ Ｔｒ
ｉのベース・エミッタ間には電流が流れないため、Ｔｒ
２のベース領域に蓄積されたキャリアの放出は、抵抗Ｒ
１を通じてベース電極へ徐々に流出するだけであり、抵
抗Ｒ１が大きいときにはキャリアの放出速度は小であり
蓄積されたキャリアは比較的長時間ベース領域に残留す
る。
その結果蓄積時間が長くなりスイッチング速度が遅くな
るという欠点がある。
るという欠点がある。
上記の欠点を改善するために、第３図で示すようにダイ
オードＤ２をＴｒｌのエミッタ・ベース間に挿入する方
法が知られている。しかしこのダイオードＤ２は他の回
路要素のように単一半導体基板内へ一体的に作り込むこ
とは、寄生トランジスタが形成されるので困難なため、
従来は外部接続によって回路へ接続する必要があり、量
産性、信頼性の面で必ずしも十分とはいえない。
オードＤ２をＴｒｌのエミッタ・ベース間に挿入する方
法が知られている。しかしこのダイオードＤ２は他の回
路要素のように単一半導体基板内へ一体的に作り込むこ
とは、寄生トランジスタが形成されるので困難なため、
従来は外部接続によって回路へ接続する必要があり、量
産性、信頼性の面で必ずしも十分とはいえない。
本発明は、上記の不都合を除き、スイッチングの高速化
および高信頼性を与えるもので、少なくとも２段のトラ
ンジスタ回路構成において前段トランジスタのエミ、ツ
タ・ベース間に、寄生トランジスタを除去した構成のダ
イオードを接続した回路を単一半導体基板内に設けた半
導体装置を提供するものである。
および高信頼性を与えるもので、少なくとも２段のトラ
ンジスタ回路構成において前段トランジスタのエミ、ツ
タ・ベース間に、寄生トランジスタを除去した構成のダ
イオードを接続した回路を単一半導体基板内に設けた半
導体装置を提供するものである。
以下本発明を図面により詳細に説明する。
第４図、第６図は本発明の一実施例を示すもので、第４
図は左右に第１．第２段のトランジスタを形成した半導
体装置の断面図、第６図（、）および（ｂ）は前段トラ
ンジスタのベー、ス領域中に形成されたダイオードの平
面図および断面図である。
図は左右に第１．第２段のトランジスタを形成した半導
体装置の断面図、第６図（、）および（ｂ）は前段トラ
ンジスタのベー、ス領域中に形成されたダイオードの平
面図および断面図である。
第４図において、１はトランジスタ’Ｉ’ｒｔおよびＴ
ｒ２の共通コレクタ領域となるＮ型シリコン基体、２は
トランジスタ’１’ｒ＋およびＴｒ２の共通ベース領域
となるＰ型拡散領域、３はトランジスタＴｒ１のエミッ
タ領域となるＮ型拡散領域、４はトランジスタＴｒ２の
エミッタ領域となるＮ型拡散領域、６は抵抗Ｒ１を形成
する抵抗領域、６は抵抗Ｒ２′ｆｒ、形成する抵抗領域
、７はダイオードＤ、を形成するＰＨ接合部分、１３は
トランジスタＴｒ１のベース領域中へ作り込まれ、平面
的に凹部が形成されたダイオードＤ２のカソード領域と
なるＮ型拡散領域、１４はＮ型拡散領域１３の中へ作ｄ
込まれ。
ｒ２の共通コレクタ領域となるＮ型シリコン基体、２は
トランジスタ’１’ｒ＋およびＴｒ２の共通ベース領域
となるＰ型拡散領域、３はトランジスタＴｒ１のエミッ
タ領域となるＮ型拡散領域、４はトランジスタＴｒ２の
エミッタ領域となるＮ型拡散領域、６は抵抗Ｒ１を形成
する抵抗領域、６は抵抗Ｒ２′ｆｒ、形成する抵抗領域
、７はダイオードＤ、を形成するＰＨ接合部分、１３は
トランジスタＴｒ１のベース領域中へ作り込まれ、平面
的に凹部が形成されたダイオードＤ２のカソード領域と
なるＮ型拡散領域、１４はＮ型拡散領域１３の中へ作ｄ
込まれ。
ダイオードＤ２のアノード領域となるＰ型拡散領域、１
５はトランジスタＴｒ１のベースとダイオードＤ２のカ
ソードとを相互接続するための内部配線を兼ねるベース
電極、そして１６はトランジスタＴｒ、のエミッタとダ
イオードＤ２のアノードの間およびトランジスタτｒ１
のエミッタとＴｒ２のベース間を相互接続するための内
部配線であり、領域１３とは前記凹部の部分で接触して
いる。
５はトランジスタＴｒ１のベースとダイオードＤ２のカ
ソードとを相互接続するための内部配線を兼ねるベース
電極、そして１６はトランジスタＴｒ、のエミッタとダ
イオードＤ２のアノードの間およびトランジスタτｒ１
のエミッタとＴｒ２のベース間を相互接続するための内
部配線であり、領域１３とは前記凹部の部分で接触して
いる。
なお、１０はエミッタ電極、１１はコレクタ電極、１２
は二酸化シリコンＳ ｉ Ｏ２等の絶縁膜である０ 第６図は第４図で示した前段トランジスタ内へ作り込ま
れているダイオードＤ２の構造をより明確にするため、
ダイオードＤ２の作り込み部分を拡大して示した平面図
ならびに断面図である０第５図（、）の平面図から明ら
かなように、内部配線１６はトランジスタＴｒ１のエミ
ッタ領域３とダイオードＤ２のアノード領域１４の双方
にオーミツク接続されるとともに、トランジスタ’Ｉ’
ｒ＋のベース領域２ヘアノード領域１４とこれに隣接す
る抵抗１７を通じて接続される。またダイオードＤ２の
カソード領域１３はトランジスタＴｒ、のベース領域２
とベース電極１６を介してオーミック接続されている。
は二酸化シリコンＳ ｉ Ｏ２等の絶縁膜である０ 第６図は第４図で示した前段トランジスタ内へ作り込ま
れているダイオードＤ２の構造をより明確にするため、
ダイオードＤ２の作り込み部分を拡大して示した平面図
ならびに断面図である０第５図（、）の平面図から明ら
かなように、内部配線１６はトランジスタＴｒ１のエミ
ッタ領域３とダイオードＤ２のアノード領域１４の双方
にオーミツク接続されるとともに、トランジスタ’Ｉ’
ｒ＋のベース領域２ヘアノード領域１４とこれに隣接す
る抵抗１７を通じて接続される。またダイオードＤ２の
カソード領域１３はトランジスタＴｒ、のベース領域２
とベース電極１６を介してオーミック接続されている。
かかる構造のダイオードＤ２が作り込まれることによっ
て、アノード領域１４とカソード領域１３より形成され
るＰＮ接合はアノード１４が抵抗１７を介して共通ベー
スと接続される構造となり、アノード１４．カソード１
３およびベース領域２の３領域で構成される寄生ＰＮＰ
型トランジスタ機能がほとんど除去される０したがって
、スイッチング動作時に、アノード１４とカソード１３
とから成るＰＭ接合はダイオードとしてのみ動作する〇 また第６図体）および（ロ）に示すようにアノード１４
とカソード１３の凹部が表面において同一線上に形成さ
れた場合も同一の効果が得られる。さらに第７図（＆）
および（ロ）に示すようにアノード１４がカソード１３
の領域内に形成された場合には。
て、アノード領域１４とカソード領域１３より形成され
るＰＮ接合はアノード１４が抵抗１７を介して共通ベー
スと接続される構造となり、アノード１４．カソード１
３およびベース領域２の３領域で構成される寄生ＰＮＰ
型トランジスタ機能がほとんど除去される０したがって
、スイッチング動作時に、アノード１４とカソード１３
とから成るＰＭ接合はダイオードとしてのみ動作する〇 また第６図体）および（ロ）に示すようにアノード１４
とカソード１３の凹部が表面において同一線上に形成さ
れた場合も同一の効果が得られる。さらに第７図（＆）
および（ロ）に示すようにアノード１４がカソード１３
の領域内に形成された場合には。
内部配線１６を抵抗１７の形成領域部分へ接続する配慮
を払うことによりアノード１４が抵抗１７へ接続される
ところとなり同等の効果が奏される。
を払うことによりアノード１４が抵抗１７へ接続される
ところとなり同等の効果が奏される。
以上説明したところから明らかなように５本発明によれ
ば、従来のダーリントン接続回路素子の製造工程にダイ
オードＤ２領域を形成するための工程を追加するだけで
、外部接続によってダイオードを付加した回路と同等の
スイッチング速度をもちしかも信頼性の面で非常に優れ
た半導体装置を得ることができる。
ば、従来のダーリントン接続回路素子の製造工程にダイ
オードＤ２領域を形成するための工程を追加するだけで
、外部接続によってダイオードを付加した回路と同等の
スイッチング速度をもちしかも信頼性の面で非常に優れ
た半導体装置を得ることができる。
また以上の説明では、ＮＰＮ型ダーリントン接続回路を
例示したが、本発明はＰＮＰ型にも適用しうろことは勿
論である。
例示したが、本発明はＰＮＰ型にも適用しうろことは勿
論である。
第１図は従来のダーリントン接続回路の等価回路図、第
２図は従来のダーリントン接続回路装置の断面図、第３
図はスイッチング速度を早めるためにダイオードを挿入
したダーリントン接続回路の等価回路図、第４図は本発
明の一実施例にかがるダーリントン接続回路装置の断面
図、第６図（ａ）は第４図のダイオード部の平面図、同
（ロ）は（、）のＸ−Ｘ線断面図、第６図（ａ）は本発
明のダイオード部の他の例の平面図、同伽）は（−）の
Ｘ−Ｘ線断面図。 第７図（ａ）は本発明のさらに他のダイオード部の平面
図、同（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。 １・・・・・・コレクタ領域となる半導体基体（−Ｎ型
シリコン基体）、２・・・・・・Ｐ型ベース領域、３，
４・・・・・・Ｎ型エミッタ領域、６，６・・・・・・
抵抗領域、 ７−９−・・・ダイオードＤ１を形成する
ＰＮ接合部分、８゜１６・・・・・・ベース電極、９．
１６・・・・・・内部配線、１０・・・・・・エミッタ
電極、１１・・・・・・コレクタ電極。 １２・・・・・・絶縁膜、１３・・・・・・ダイオード
Ｄ２のカソード領域、１４・・・・・・ダイオードＤ２
のアノード領域、１７・・・・・・抵抗領域０ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１２
図 １１４図 第５図 ／７ Ｚ ／ ＩＩ
２図は従来のダーリントン接続回路装置の断面図、第３
図はスイッチング速度を早めるためにダイオードを挿入
したダーリントン接続回路の等価回路図、第４図は本発
明の一実施例にかがるダーリントン接続回路装置の断面
図、第６図（ａ）は第４図のダイオード部の平面図、同
（ロ）は（、）のＸ−Ｘ線断面図、第６図（ａ）は本発
明のダイオード部の他の例の平面図、同伽）は（−）の
Ｘ−Ｘ線断面図。 第７図（ａ）は本発明のさらに他のダイオード部の平面
図、同（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。 １・・・・・・コレクタ領域となる半導体基体（−Ｎ型
シリコン基体）、２・・・・・・Ｐ型ベース領域、３，
４・・・・・・Ｎ型エミッタ領域、６，６・・・・・・
抵抗領域、 ７−９−・・・ダイオードＤ１を形成する
ＰＮ接合部分、８゜１６・・・・・・ベース電極、９．
１６・・・・・・内部配線、１０・・・・・・エミッタ
電極、１１・・・・・・コレクタ電極。 １２・・・・・・絶縁膜、１３・・・・・・ダイオード
Ｄ２のカソード領域、１４・・・・・・ダイオードＤ２
のアノード領域、１７・・・・・・抵抗領域０ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１２
図 １１４図 第５図 ／７ Ｚ ／ ＩＩ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）１導電型半導体基板に設けた反対導電型の共通ベ
ース領域中に、１導電型の複数のエミッタ領域を設けて
なる多段トランジスタ構成の半導体装置において、第１
段トランジスタのべ一！−ル領域となる共通ベース領域
部分中に前記エミッタとは独立し、少くとも１つの凹部
をもつ平面形状の１導電型の領域を形成するとともに、
同領域内に少くとも１部が存在する反対導電型の領域を
形成し、さらに、同反対導電型領域を前記第１段トラン
ジスタのエミッタ領域とベース領域の双方へ電気的に接
続したことを特徴とする半導体装置。 し）凹部をもつ平面形状の１導電型の領域内に形成した
反対導電型領域の１部がトランジスタのベース領域に接
するか、あるいは同ベース領域内に延在していることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置。 。 （３）凹部をもつ平面形状の１導電型の領域内に形成し
た反対導電型領域が基板面に設けた導電体層を介して第
１トランジスタのエミッタおよびベース領域と連結され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56104156A JPS586161A (ja) | 1981-07-02 | 1981-07-02 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56104156A JPS586161A (ja) | 1981-07-02 | 1981-07-02 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS586161A true JPS586161A (ja) | 1983-01-13 |
Family
ID=14373194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56104156A Pending JPS586161A (ja) | 1981-07-02 | 1981-07-02 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS586161A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59110166A (ja) * | 1982-12-15 | 1984-06-26 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | ダ−リントントランジスタ |
| JPS63206197A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | Jeol Ltd | ア−ム移動を司どるモ−タの制御機構 |
-
1981
- 1981-07-02 JP JP56104156A patent/JPS586161A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59110166A (ja) * | 1982-12-15 | 1984-06-26 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | ダ−リントントランジスタ |
| JPH0236061B2 (ja) * | 1982-12-15 | 1990-08-15 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | |
| JPS63206197A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | Jeol Ltd | ア−ム移動を司どるモ−タの制御機構 |
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