JPS5931987B2 - 相補型mosトランジスタ - Google Patents

相補型mosトランジスタ

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JPS5931987B2
JPS5931987B2 JP52002229A JP222977A JPS5931987B2 JP S5931987 B2 JPS5931987 B2 JP S5931987B2 JP 52002229 A JP52002229 A JP 52002229A JP 222977 A JP222977 A JP 222977A JP S5931987 B2 JPS5931987 B2 JP S5931987B2
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JP
Japan
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region
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mos transistor
semiconductor substrate
contact region
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JP52002229A
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JPS5387181A (en
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悠悠 草柳
寛 飯岡
信一 三宅
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Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices 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
    • H01L27/04Devices 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
    • H01L27/08Devices 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
    • H01L27/085Devices 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 field-effect components only
    • H01L27/088Devices 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 field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices 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 field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0921Means for preventing a bipolar, e.g. thyristor, action between the different transistor regions, e.g. Latchup prevention

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は相補型MOSトランジスタ(以下C一MOSト
ランジスタと呼ぶ)に於ける寄生トランジスタ等に依つ
て生じるサイリスタ効果(これをラッチアップ現象と言
う)の防止に関する。
一般にC−MOSトランジスタは第1図に示す如く、比
較的高抵抗であるN型半導体基板1にP型領域2を拡散
あるいはイオン注入法等に依り形成し、このP型領域2
内にN″″型ソース領域3とN゛型ドレイン領域4とを
近接して設け、更にP型領域2を導出する為のP゛型接
触領域5を設けてNチャンネルMOSトランジスタが形
成される。またN型半導体基板1にはP゛型ドレイン領
域6とP″′型ソース領域Tとが近接して設けられ、更
にN型半導体基板1を導出する為のN゛型接触領域8が
設けられてPチャンネルMOSトランジスタが形成され
る。更に、上記したNチャンネルMOSトランジスタ及
びPチャンネルMOSトランジスタが形成されたN型半
導体基板1の表面には各々の領域に窓を有する絶縁酸化
膜9が設けられ、窓及びチャンネル上には電極が形成さ
れる。
NチャンネルMOSトランジスタのソース電極10はP
゛型接触領域5の電極11と接続されて、電源電圧Vs
sが印加される。またPチャンネルMOSトランジスタ
のソース電極12はN゛型接触領域8の電極13と接続
されて電源電圧VDDが印加される。更にNチャンネル
MOSトランジスタのドレイン電極14とPチャンネル
MOSトランジスタのドレイン電極15とが接続されて
C−MOSトランジスタの出力となり、NチャンネルM
OSトランジスタのN゛型ソース領域3とN゛型ドレイ
ン領域4との間、即ちNチャンネル上、の酸化膜9上に
設けたゲート電極16とPチャンネルMOSトランジス
タのP゛型ドレイン領域6とP゛型ソース領域□との間
、即ちPチャンネル上の酸化膜9上に設けたゲート電極
ITとが接続されてC一MOSトランジスタの入力とな
る。上述の如く構成されたC−MOSトランジスタに於
いて、第2図の等価回路に示す如く、寄生トランジスタ
等が生じ、後に述べるラツチアツプ現象が現われる。
第2図の等価回路を説明すると、TrlはP+型ソース
領域7をエミツタ、N型半導体基板1をベース、P型領
域2をコレクタとするPNP型トラレジスタであり、T
r2はN型半導体基板1をコレクタ、P型領域2をベー
ス、N+型ソース領域3をエミツタとするNPN型トラ
ンジスタである。
またTrl及びTr2は等価回路図の如くPNPN接合
のサイリスタを形成する。ダイオードDはN型半導体基
板1とP型領域2の接合部で形成されTrl及びTr2
のベース間に挿入され、抵抗Rl,R2を介して電源電
圧DD及びVssが印加される。更に抵抗R1はN+型
接触領域8からP型領域2に至るまでのN型半導体基板
1の内部抵抗であり等価的にTrlのエミツターベース
間に位置するバイアス抵抗となる。
一方抵抗R2はP+型接触領域5からN型半導体基板1
に至るまでのP型領域2の内部抵抗であり、等価的にT
r2のベースーエミツタ間に位置するバイアス抵抗とな
る。またTr3はN型半導体基板1をコレクタ、P型領
域2をベース、N+型ドレイン領域4をエミツタとする
トランジスタであり、抵抗R3はP型領域2の内部抵抗
である。次に上述した第1図及び第2図を参照してラツ
チアツプ現象を説明する。
まずラツチアツプ現象が生じる原因は電源ノイズあるい
は出力端子ノイズが考えられる。
電源ノイズの場合に於いて第3図に示す印加電圧V。O
一Vssと電流1DDの関係を示すグラフを用いて説明
する。通常C−MOSトランジスタは比較的低い電圧V
Tで駆動され、その時流れる電流は極微少ないものであ
る。ところが、電源ノイズがある一定電圧V1を超える
と電流が激増して瞬時に1となり、C−MOSトランジ
スタが正しく動作しなくなる。
これは電源ノイズが一定電圧V1を超えることに依り、
電圧Tで逆バイアスされていたダイオードDがなだれ降
伏あるいはツエナ一降伏を生じVDDから抵抗R、ダイ
オードD、抵抗R2を介してVssに電流が流れる。こ
の電流は抵抗R1の両端に電圧降下を生じせしめ、この
電圧降下に依りTrlがバイアスされて導通状態となる
。更に導通したTrlのコレクタ電流に依り抵抗R2の
両端に生じる電圧降下でTr2が導通状態となる。また
導通したTr2のコレクタ電流は更に抵抗R1の電圧降
下を大きくし、Trlのバイアスを深くする。従つて、
DDからVssに流れる電流はTrlとTr2の相乗効
果で瞬時に激増するのである。出力端子ノイズの場合に
於いては、出力端子ノイズに依り出力端子電圧がSsよ
り低くなつた時V88からTr3にベース電流が抵抗R
3を介して流れ、Tr3が導通状態となる。導通したT
r3のコレクタ電流はVDDから抵抗R1を介して流れ
、抵抗R,に生じる電圧降下に依りTrlがバイアスさ
れてTrlが導通状態となる。以下前述の場合と同様に
Trlのコレクタ電流に依る抵抗R2の電圧降下でTr
2が導通し、更にTr2のコレクタ電流に依りTrlの
バイアスが深くなる。
従つてDDからSsに流れる電流は瞬時に激増するので
ある。
上述の如く説明した現象がラツチアツプ現象であり、従
来のC−MOSトランジスタに於いてはこのラツチアツ
プ現象が生じ易く、C−MOSトランジスタの正常な動
作が為されない欠点を有していた。
本発明は上述した欠点に鑑みて為されたものであり、従
来の欠点を完全に除去したC−MOSトランジスタを提
供するものである。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。第4図は
本発明の一実施例を示す断面図である。
本実施例はN型半導体基板21と、P型領域22とP型
領域22内に設けられたNチヤンネルMOSトランジス
タを形成するN+型ソース領域23,N+型ドレイン領
域24及びP+型接触領域25と、N型半導体基板21
に設けられたPチヤンネルMOSトランジスタを形成す
るP+型ドレイン領域26,P+型ソース領域27及び
N+型接触領域28と、絶縁酸化膜29と、電極30〜
37で構成される。N型半導体基板21は比較的高抵抗
を呈するN型の半導体であり、P型領域22は例えば拡
散あるいはイオン注入等に依り設けられる。
、またP型領域22内に設けられたNチヤンネルMOS
トランジスタを形成するN+型ソース領域23、N+型
ドレイン領域24及びP+型接触領域25、更にN型半
導体基板21に設けられたPチヤンネルMOSトランジ
スタを形成するP+型ドレイン領域26,P+型ソース
領域27及びN+型接触領域28は酸化膜29の窓に依
り選択的に拡散あるいはイオン注入等に依り設けられる
ものである。本発明の最も特徴とするところは、N型半
導体基板21とP型領域22とを逆バイアスする為に設
けられたN+型接触領域28とP+型接触領域25とに
於いて、PチヤンネルMOSトランジスタではN+型接
触領域28がNチヤンネルMOSトランジスタ側に、N
チヤンネルMOSトランジスタではP+型接触領域25
がPチヤンネルMOSトランジスタ側に設けられること
である。またNチヤンネルMOSトランジスタではP+
型接触領域25の隣側にN+型ソース領域23が位置し
、更にその隣側にN+型ドレイン領域24が位置する。
一方PチヤンネルMOSトランジスタではN+型接触領
域28の隣側にP+型ソース領域27が位置し、更にそ
の隣側にP+型ドレイン領域26が位置する。各々の電
極の接続方法は従来と同様であり、電極33はN+型ソ
ース電極32と接続され、電源電圧Vssが印加される
またN+型接触領域28の電極34とP+型ソース電極
35とが接続され、電源電圧DDが印加される。従つて
N型導体基板21とP型領域22とが逆バイアスされ、
更にPチヤンネルMOSトランジスタ及びチヤンネルM
OSトランジスタに電源が供給される。上述の如く構成
されたC−MOSトランジスタの等価回路は第6図に示
す如くになる。即ち、N+型接触領域28とP+型接触
領域25との間にはN型半導体基板21とP型領域22
とで形成されるダイオードDが有るのみで、P+型ソー
ス領域27及びN+型ドレイン領域23は外側に有るの
で寄生トランジスタTrl及びTr2のバイアス抵抗は
生じない。また、この等価回路に於いて寄生トランジス
タ等は従来例と対応した領域で形成される。本実施例の
構造に依れば、たとえ電源電圧DD−Ss間の電圧があ
る一定電圧を超えて、ダイオードDがなだれ降伏あるい
はツエナ一降伏を生じたとしても、電流はN+型接触領
域28からP+型接触領域25に流れるので、バイアス
抵抗がこの電流経路に無いから、電圧降下は発生せず、
Trl及びTr2は導通状態とはならない。
従つて相乗効果に依るラツチアツプ現象は生じないので
ある。更に出力端子の電圧が電源電圧Ssより低くなつ
た場合に於いても、Tr3に流れる電流はN+型接触領
域28からN+型ドレイン領域24に流れるので、前述
と同様にバイアス抵抗に依る電圧降下は発生せずラツチ
アツプ現象は生じない。
第5図は本発明の他の実施例を示す断面図である。本実
施例は第4図に示した実施例と構成が同じであり、また
各々の領域の配置も同じであるので図番を一致させてお
く。本実施例の最も特徴とするところは、P+型ソース
領域27とN+型接触領域28との一部が重さねて設け
られ、電極39に依り接続されて電源電圧DOが印加さ
れている。
またN+型ソース領域23とP+型接触領域25との一
部も同様に重ねて設けられ、電極38に依り接続されて
電源電圧Vssが印加されている。本実施例の構造に依
ればP+型ソース領域27とN+型接触領域28とは全
く同一の電位となり、バイアス抵抗の発生は皆無となる
N+型ソース領域23とP+型接触領域25に於いても
同様である。本実施例の等価回路は前述の実施例と同様
第6図に示す如く表わされる。
従つて、電源電圧ノイズあるいは出力端子ノイズに依る
ラツチアツプ現象は生じないのである。
上述の如く本発明に依ればC−MOSトランジスタの少
くとも一方のMOSトランジスタに於いて接触領域がソ
ース領域及びドレイン領域より他のMOSトランジスタ
側に位置する様に設けることにより、C−MOSトラン
ジスタに有害なラツチアツプ現象を防止することができ
る有益なものである。また上述した実施例の如く本発明
をC−MOSトランジスタのPチヤンネルMOSトラン
ジスタ及びNチヤンネルMOSトランジスタの両方に実
施すれば尚一層効果的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示すC−MOSトランジスタの断面図
、第2図は第1図に示したC−MOSトランジスタの等
価回路図、第3図はラツチアツプ現象を説明する為のグ
ラフ、第4図は本発明の一実施例を示すC−MOSトラ
ンジスタの断面図、第5図は本発明の他の実施例を示す
C−MOSトランジスタの断面図、第6図は第4図及び
第5図に示したC−MOSトランジスタの等価回路図で
ある。 21・・・・・・N型半導体基板、22・・・・・・P
型領域、23・・・・・・N+型ソース領域、24・・
・・・・N+型ドレイン領域、25・・・・・・P+型
接触領域、26・・・・・・P+型ドレイン領域、27
・・・・・・P+型ソース領域、28・・・・・・N+
型接触領域、29・・・・・・絶縁酸化膜、30〜39
・・・・・・電極である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一導電型の半導体基板と、該半導体基板に設けられ
    たこれと逆導電型の領域と、該領域に設けられた一方の
    MOSトランジスタを形成するソース領域、ドレイン領
    域及び接触領域と、前記半導体基板に設けられた他方の
    MOSトランジスタを形成するソース領域、ドレイン領
    域及び接触領域とを備え、前記MOSトランジスタのう
    ち少なくとも一方のMOSトランジスタに於いて、前記
    接触領域が前記ソース領域及びドレイン領域よりも他方
    のMOSトランジスタ側に位置するように設けたことを
    特徴とする相補型MOSトランジスタ。 2 特許請求の範囲第1項に於いて、前記MOSトラン
    ジスタのうち少なくとも一方のソース領域と接触領域と
    を少なくとも一部分重ねて設けたことを特徴とする相補
    型MOSトランジスタ。
JP52002229A 1977-01-11 1977-01-11 相補型mosトランジスタ Expired JPS5931987B2 (ja)

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JPS5387181A JPS5387181A (en) 1978-08-01
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JPS59198749A (ja) * 1983-04-25 1984-11-10 Mitsubishi Electric Corp 相補形電界効果トランジスタ
JPS6017948A (ja) * 1983-07-11 1985-01-29 Mitsubishi Electric Corp 相補形mos集積回路装置
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JPS61164254A (ja) * 1985-01-17 1986-07-24 Sanyo Electric Co Ltd Cmos半導体装置
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JPS61188962A (ja) * 1985-02-18 1986-08-22 Sanyo Electric Co Ltd Cmos半導体装置

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