JPS61194874A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
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- JPS61194874A JPS61194874A JP3586885A JP3586885A JPS61194874A JP S61194874 A JPS61194874 A JP S61194874A JP 3586885 A JP3586885 A JP 3586885A JP 3586885 A JP3586885 A JP 3586885A JP S61194874 A JPS61194874 A JP S61194874A
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明はMOSトランジスタとそれを保護するf−W*
ty*p−−t I+ r−ノ y I
IIII rw+y;nrwmut+asx、、aイポ
ーラトランジスタおよびそのベースとドレイン間に接続
されるツェナダイオードとが一つの半導体基体内に形成
される半導体装置に関する。The present invention is a MOS transistor and f-W* that protects it.
ty*p--t I+ r-ノ y I
III rw+y; nrwmut+asx, , a relates to a semiconductor device in which a polar transistor and a Zener diode connected between its base and drain are formed within one semiconductor substrate.
MOSトランジスタのソース、ドレイン間に過大な電圧
が加わるのを保護するため、第2図に示すようにMO3
I−ランジスタ11のドレイン電極16はツェナダイオ
ード12のカソード電極17を接続し、ツェナダイオー
ド12のアノード電極18を、MOSトランジスタ11
のソース電極15にエミッタ電極21゜ドレイン電極1
6にコレクタ電極20をそれぞれ接続したバイポーラト
ランジスタ13のベース41M電極19に接続し、ソー
ス、ドレイン間の電圧が高くなってツェナダイオード1
2のカソード、アノード間に加わる電圧がツェナ電圧を
越えたときにバイポーラトランジスタ13をオン状態に
して、MOSトランジスタ11のソース、ドレイン間に
過大な電圧が加わわらないようにする回路が知られてい
る。
このようなMOSトランジスタおよびその保護回路は、
従来@3図のような半導体装置に集積されていた、すな
わちp形シリコン基板1の上にn形エピタキシャル層2
が積層され、拡散により形成されるp形分離JW3によ
っていくつかの領域に分けられている。この領域内にそ
れぞれp影領域41.42.43が形成され、p@領域
41内には二つのn影領域51.52が、p影領域42
.43内にはそれぞれ一つのn形碩域53.54が設け
られている。p影領域41は第2図に示されたnチャネ
ルMOSl−ランジスタ11を構成し、シリコン表面の
酸化膜6の開口部においてn形碩域51にソース電極1
5が、n形11域52にはドレイン電極16がそれぞれ
接触し、両電極の中間表面の酸化膜6の上には金属ゲー
ト電極I4が設けられている。p影領域42とn形iJ
f域53はツェナダイオード12を構成し、それぞれカ
ソード電極17、アノード電極18が接触している。n
形エピタキシャル層2はバイポーラトランジスタのコレ
クタ、p影領域43はベース、n形碩域54はエミッタ
を構成し、それぞれにコレクタ電極20.ベース電極1
9.エミッタ電極21が接触している。各電極あるいは
それら相互と金属配!?1.72.73.74を電極1
4に接続される配klA71に、ドレイン端子23を電
1i16.1?および20に接続される配置472に、
ソース端子24を電極15および21に接続される配線
73に接続する。配j&I74は電極18.19相互を
接続する。
しかしこのような構成は複雑であって、集積回路におけ
るMOSトランジスタ保護回路の部分の占める面積が太
き(なり、集積回路の経済性に悪影響を与えていた。In order to protect the MOS transistor from applying excessive voltage between its source and drain, MO3 is connected as shown in Figure 2.
The drain electrode 16 of the I-transistor 11 is connected to the cathode electrode 17 of the Zener diode 12, and the anode electrode 18 of the Zener diode 12 is connected to the MOS transistor 11.
Source electrode 15, emitter electrode 21°, drain electrode 1
The collector electrode 20 of the bipolar transistor 13 is connected to the base 41M electrode 19 of the bipolar transistor 13, and the voltage between the source and drain becomes high and the Zener diode 1
There is a known circuit that turns on the bipolar transistor 13 when the voltage applied between the cathode and the anode of the MOS transistor 2 exceeds the Zener voltage, thereby preventing excessive voltage from being applied between the source and drain of the MOS transistor 11. There is. Such a MOS transistor and its protection circuit are
Conventionally, it has been integrated into a semiconductor device as shown in Figure 3, that is, an n-type epitaxial layer 2 is formed on a p-type silicon substrate 1.
are stacked and divided into several regions by p-type isolation JW3 formed by diffusion. Within this region, p shadow regions 41, 42, and 43 are formed, and within the p@ region 41, two n shadow regions 51, 52 and a p shadow region 42 are formed.
.. One n-type square region 53, 54 is provided in each of the 43. The p shadow region 41 constitutes the n channel MOS l-transistor 11 shown in FIG.
A drain electrode 16 is in contact with the n-type 11 region 52, and a metal gate electrode I4 is provided on the oxide film 6 on the intermediate surface of both electrodes. P shadow region 42 and n type iJ
The f region 53 constitutes the Zener diode 12, and the cathode electrode 17 and the anode electrode 18 are in contact with each other. n
The type epitaxial layer 2 constitutes the collector of the bipolar transistor, the p-type shadow region 43 constitutes the base, and the n-type rectangular region 54 constitutes the emitter, and a collector electrode 20. Base electrode 1
9. Emitter electrode 21 is in contact. Each electrode or each other and metal arrangement! ? 1.72.73.74 as electrode 1
Connect the drain terminal 23 to the wiring connected to the terminal 1i16.1? and an arrangement 472 connected to 20;
Source terminal 24 is connected to wiring 73 connected to electrodes 15 and 21. The arrangement J&I 74 connects the electrodes 18.19 to each other. However, such a configuration is complicated, and the area occupied by the MOS transistor protection circuit in the integrated circuit is large, which has an adverse effect on the economic efficiency of the integrated circuit.
第1図は本発明の一実施例を示し、第3図と共通の部分
には同一の符号が付されている。p形シリコン基板lの
上に第3図の場合と同様に積層されたn形エピタキシャ
ル層2にはp影領域4が一つだけ設けられている。こp
影領域4内に三つのn影領域55.56.5?、またp
形領域外に一つのn゛謂域58が、例えば同一拡散工程
で形成される。n影領域55.56の中間表面の酸化膜
6の上に形成された金属電極14をゲート電極、n形謂
城55および56にオーム接触する電極15.16がそ
れぞれソース電極、ドレイン電極となってnチャネルM
O5トランジスタ11が構成されるが、この場合ドレイ
ン螢撞1e陽山+1−−j畳−管−愚謄−1・−一一
−繍−図での17)を兼ね、p影領域4とn影領域56
とによってツェナダイオード12が構成される。バイポ
ーラトランジスタ13はn形碩域57をエミッタ、p影
領域4をベース、エピタキシャル[2およびn9領域5
8をコレクタとして形成され、n形N域57にオーム接
触する電極がエミッタ電極21、n″wI域58にオー
ム接触する電極がコレクタ電極20となり、ツェナダイ
オードのアノード電極(第2図での18)とバイポーラ
トランジスタのベース電極(第2図での19)は設ける
必要がない、従って電極14にゲート端子22、電極1
6および電極20にドレイン端子23、電極15および
電極21にソース端子24を接続すれば第2図に示した
回路が集積される。
上の実施例は、p形基板を用いているが、p形エピタキ
シャル層を備えたn形基板を用い、各領域の導電形を逆
にしたpチャネルMO3トランジスタおよびその保護回
路について実施することも可能であることはいうまでも
ない。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and parts common to those in FIG. 3 are given the same reference numerals. Only one p shadow region 4 is provided in the n type epitaxial layer 2 laminated on the p type silicon substrate l in the same manner as in the case of FIG. Kop
Three n shadow areas 55.56.5 in shadow area 4? , also p
A so-called region 58 outside the shaped area is formed, for example, in the same diffusion step. The metal electrode 14 formed on the oxide film 6 on the intermediate surface of the n-shape region 55, 56 serves as a gate electrode, and the electrodes 15, 16 in ohmic contact with the n-type so-called castles 55 and 56 serve as a source electrode and a drain electrode, respectively. te n channel M
The O5 transistor 11 is constructed, but in this case, the drain 1e Yangsan+1--j tatami-tube-guyen-1.-11
- Embroidery - Also serves as 17) in the figure, p shadow area 4 and n shadow area 56
The Zener diode 12 is configured by the above. The bipolar transistor 13 has an n-type rectangular region 57 as an emitter, a p-shade region 4 as a base, an epitaxial [2] and an n9 region 5
8 as a collector, the electrode in ohmic contact with the n-type N region 57 is the emitter electrode 21, the electrode in ohmic contact with the n''wI region 58 is the collector electrode 20, and the anode electrode of the Zener diode (18 in FIG. ) and the base electrode (19 in FIG. 2) of the bipolar transistor are not required. Therefore, the gate terminal 22 and the electrode 1
By connecting the drain terminal 23 to the electrode 6 and the electrode 20, and the source terminal 24 to the electrode 15 and the electrode 21, the circuit shown in FIG. 2 is integrated. Although the above example uses a p-type substrate, it can also be implemented for a p-channel MO3 transistor and its protection circuit using an n-type substrate with a p-type epitaxial layer and having the conductivity types of each region reversed. It goes without saying that it is possible.
士 Ja HHI+ je IHL /r
+ 〒 1−” h + 、・−、−++、n
ll ih +w an、+s。
る一つの逆導電形の領域をMO3I−ランジスタのチャ
ネル生成層、ツェナダイオードのpn接合形成層および
バイポーラトランジスタのベース層として兼用すること
により分離拡散層が不要となり、MO3I−ランジスタ
のドレイン電極とツェナダイオードの一方の電極が共通
にでき、ツェナダイオードの他方の電極とバイポーラト
ランジスタのベース電極とが省略できるため、MOSト
ランジスタとその保護回路の構造がきわめて簡略に構成
される。これによりMOSトランジスタ保護回路のIC
チップに占有する面積が著しく小さくなり、同一機能で
ありながら安価に集積されたMOSトランジスタ保護回
路を提供できる。士 Ja HHI+ je IHL /r
+ 〒 1-"h + ,・-,-++,n
ll ih +wan, +s. By using one region of the opposite conductivity type as the channel generation layer of the MO3I-transistor, the pn junction formation layer of the Zener diode, and the base layer of the bipolar transistor, an isolation diffusion layer is no longer required, and the drain electrode of the MO3I-transistor and the Zener Since one electrode of the diode can be shared, and the other electrode of the Zener diode and the base electrode of the bipolar transistor can be omitted, the structure of the MOS transistor and its protection circuit can be extremely simplified. As a result, the IC of the MOS transistor protection circuit
The area occupied on the chip is significantly reduced, and it is possible to provide an inexpensively integrated MOS transistor protection circuit that has the same function.
第1図は本発明の一実施例によるMOSトランジスタお
よびその保護回路断面図および接続配線図、第2図はM
OSトランジスタ保護回路の回路図、第3図は従来のM
O5I−ランジスタおよびその保護回路の断面図および
接続配線図である。
l:p形シリコン基板、2:n形エピタキシャル層、4
二p形碩域、55,56.57 : n影領域、58:
n 9!i域、6二酸化膜、ll:MOSトランジス
タ、12:ツェナダイオード、13:バイボーラnpn
トランジスタ、14:ゲート電極、15:ソース電極、
1fll ドレイン電極、20:コレクタ電極、21:
エミソタ電掻、22;ゲート端子、23: ドレイン端
子、圧端子、24:ソース端子。FIG. 1 is a cross-sectional view and connection wiring diagram of a MOS transistor according to an embodiment of the present invention, its protection circuit, and FIG.
The circuit diagram of the OS transistor protection circuit, Figure 3 is the conventional M
FIG. 2 is a cross-sectional view and a connection wiring diagram of an O5I-transistor and its protection circuit. l: p-type silicon substrate, 2: n-type epitaxial layer, 4
2p type square area, 55, 56.57: n shadow area, 58:
n9! i region, 6 dioxide film, ll: MOS transistor, 12: Zener diode, 13: bibolar npn
transistor, 14: gate electrode, 15: source electrode,
1fll drain electrode, 20: collector electrode, 21:
Emisota electric wire, 22: gate terminal, 23: drain terminal, piezo terminal, 24: source terminal.
Claims (1)
ツェナダイオードおよびバイポーラトランジスタからな
るその保護回路が集積されたものであって、一導電形の
半導体層内に形成された一つの他導電形の領域、該領域
内に形成された一導電形の第一、第二、第三の領域、該
第一、第二の領域の間の前記他導電形の領域の表面に絶
縁膜を介して設けられたゲート金属電極、前記第一、第
二、第三の領域および残された前記層にそれぞれオーム
接触する第一、第二、第三、第四の金属電極を備え、第
一電極が第三電極に、第二電極が第四電極にそれぞれ接
続されたことを特徴とする半導体装置。1) A MOS transistor and its protection circuit consisting of a Zener diode and a bipolar transistor are integrated in one semiconductor substrate, and a region of another conductivity type formed in a semiconductor layer of one conductivity type; first, second, and third regions of one conductivity type formed within the region; and a gate provided on the surface of the region of the other conductivity type between the first and second regions with an insulating film interposed therebetween. metal electrodes, first, second, third and fourth metal electrodes in ohmic contact with the first, second and third regions and the remaining layer, respectively, the first electrode being in contact with the third electrode; , a semiconductor device characterized in that the second electrodes are respectively connected to the fourth electrodes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3586885A JPS61194874A (en) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3586885A JPS61194874A (en) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61194874A true JPS61194874A (en) | 1986-08-29 |
JPH0440867B2 JPH0440867B2 (en) | 1992-07-06 |
Family
ID=12453965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3586885A Granted JPS61194874A (en) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61194874A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4954865A (en) * | 1988-05-10 | 1990-09-04 | Stc Plc | Integrated circuits |
JP2006165370A (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | New Japan Radio Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
-
1985
- 1985-02-25 JP JP3586885A patent/JPS61194874A/en active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4954865A (en) * | 1988-05-10 | 1990-09-04 | Stc Plc | Integrated circuits |
JP2006165370A (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | New Japan Radio Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0440867B2 (en) | 1992-07-06 |
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