SE464949B - Halvledarswitch - Google Patents

Halvledarswitch

Info

Publication number
SE464949B
SE464949B SE8903761A SE8903761A SE464949B SE 464949 B SE464949 B SE 464949B SE 8903761 A SE8903761 A SE 8903761A SE 8903761 A SE8903761 A SE 8903761A SE 464949 B SE464949 B SE 464949B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
transistor
transistors
source
drain
channel
Prior art date
Application number
SE8903761A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8903761D0 (sv
SE8903761L (sv
Inventor
P Svedberg
Original Assignee
Asea Brown Boveri
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri filed Critical Asea Brown Boveri
Priority to SE8903761A priority Critical patent/SE464949B/sv
Publication of SE8903761D0 publication Critical patent/SE8903761D0/sv
Priority to PCT/SE1990/000678 priority patent/WO1991007780A1/en
Priority to JP51546390A priority patent/JPH05501479A/ja
Priority to EP19900916841 priority patent/EP0540516A1/en
Priority to CA 2069911 priority patent/CA2069911A1/en
Publication of SE8903761L publication Critical patent/SE8903761L/sv
Publication of SE464949B publication Critical patent/SE464949B/sv

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78696—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel
    • 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
    • H01L27/06—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 a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0688—Integrated circuits having a three-dimensional layout
    • 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
    • H01L27/085—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 field-effect components only
    • H01L27/088—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 field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092—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 field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0922—Combination of complementary transistors having a different structure, e.g. stacked CMOS, high-voltage and low-voltage CMOS
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/4908—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET for thin film semiconductor, e.g. gate of TFT

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

464 949 en låg ledresistans. Detta syfte uppnås i hög grad med en halvledar- komponent enligt uppfinningen.
Vad som kännetecknar en sådan komponent framgår av bifogade patentkrav.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande beskrivas i anslutning till bifogade figurer 1-7. Fig 1 visar den principiella uppbyggnaden av en komponent enligt uppfinningen. Fig 2 visar schematiskt hur en komponent enligt upp- finningen kan anslutas till styr- och belastningskretsar. Fig 3 visar hur de båda transistorerna vid en komponent enligt uppfinningen kan förses med s k stoppzoner vid kanalområdenas ändar. Fig 4 visar en alternativ ut- föringsform med en enda stoppzon hos varje transistor. Fig 5a och 5b visar hur enligt två alternativa utföringsformer av uppfinningen styrsignaler tillförs komponenten och hur organ för alstrande av lämpliga styrspänningar är integrerade med komponenten. Fig 6 visar en alternativ utföringsform, där substratet utgöres av en kiselskiva, i vilken den undre av komponentens båda transistorer är utbildad. Fig 7a, 7b, 7c och 7d visar successiva steg vid ett exempel på ett förfarande för framställning av en komponent enligt uppfinningen.
BESKRIVNING Av UTFöRINGsExmæEL Fig 1 visar en halvledarkomponent enligt uppfinningen. Komponenten är anordnad på ett substrat 1 i form av en kiselskiva. På skivan är utbildad ett elektriskt isolerande kiseldioxidskikt 2, vilket skiljer komponenten från substratet. På ytan av kiseldioxidskiktet 2 är ett monokristallint kiselskikt 3 anbringat, i vilket en första fälteffekttransistor är utbil- dad. Transistorn har ett N+-dopat sourceområde 31, ett P-dopat kanalomràde 32 och ett N+-dopet drainområde 33. Sourceområdet är försett med en anslut- ningskontakt 311 och en tilledning 312. Drainområdet är på samma sätt för- sett med en kontakt 331 och en tilledning 332. På ytan av kiselskiktet 3 är ett elektriskt isolerande kiseldioxidskikt 4 anordnat, och ovanpå detta ett andra monokristallint kiselskikt 5. I det sistnämnda kiselskiktet är en andra fälteffekttransistor utbildad, vilken har det P+-dopade sourceområ- det 51, det N-dopade kanalområdet 52 samt det P+-dopade drainomràdet 53.
Sourceområdet är försett med en kontakt 511 och en tilledning 512, och drainområdet är försett med en kontakt 531 och en tilledning 532. De båda 464 949 fälteffekttransistorerna är av anrikningstyp. I den undre fälteffekttran- sistorn 31-33 är source- och drainområdena av N-typ och transistorn en s k NMOS-transistor. I den övre transistorn 51-53 är source- och drainområdena av P-typ och transistorn en s k PMOS-transistor.
Kiseldioxidskiktet 2 bör ha en tjocklek på minst 1 pm och har företrädes- vis, åtminstone vid högre arbetsspänningar, en tjocklek på 5-10 pm. Kisel- skikten 3 och 5 kan ha en tjocklek på 60 nm och kiseldioxidskiktet 4 en tjocklek på 20 nm. Längden hos fälteffekttransistorernas kanalområden (avståndet mellan en transistors source- och drainkontakt) beror av den arr :spänning för vilken komponenten är avsedd. Längden kan företrädesvis ligga inom intervallet 10-100 pm. Vid en maximal spärrspänning på exempel- vis 160 V kan kanalområdenas längd vara 18 ym och vid en arbetsspänning på 300 V 30-50 Fm. Dopningen hos transistorernas source- och drainområden kan 18_102o -3 ligga inom intervallet 10 cm och hos deras kanalområden inom intervallet 1015-1017 cm-3.
Kanalområdena bör vara så utformade att laddningsbalans råder mellan dessa båda områden. Detta innebär att antalet störatomer per ytenhet bör vara detsamma för båda områdena, dvs att produkten av skikttjocklek och stör- ämneskoncentration per volymenhet bör vara densamma.
Som framgår av fig 1 har den undre transistorns kanalområde 32 något större längd än den övre transistorns kanalområde 52. Även andra utföringsformer är möjliga, och exempelvis kan på det sätt som visas med de streckade linjerna a och b den undre transistorns source- och drainomrâden förlängas in mot kanalområdet så att dettas längd blir densamma som längden hos den övre transistorns kanalområde.
Kanalområdenas bredd (deras utsträckning vinkelrätt mot papperets plan i fig 1) anpassas på lämpligt sätt i beroende av önskad strömhanterings- förmåga hos komponenten. Eventuellt kan, för uppnående av önskad ström- hanteringsförmåga, ett flertal komponenter parallellkopplas.
Alternativt kan komponenten enligt uppfinningen anordnas på ett elektriskt isolerande substrat, t ex en safirskiva. Oxidskiktet 2 kan då vara väsent- ligt tunnare än vad som ovan angivits. 464 949 Enligt en annan utföringsform kan det tjocka kiseldioxidskiktet 2 ersättas med ett på ett kiselsubstrat anordnat polykristallint diamantskikt, på vilket ett tunt kiseldioxidskikt kan vara anordnat.
Fig 2 visar principen för hur komponenten enligt uppfinningen ansluts till styr- och belastningskrets. Komponenten är schematiskt visad som ingående i en integrerad krets A. Kretsen innehåller förutom den i fig 1 visade kompo- . nenten även motstånd 61, 62 anslutna mellan transistorernas sourceanslut- ningar 312, 512 resp drainanslutningar 532, 332. Den undre transistorns sourceanslutning 312 och drainanslutning 332 utgör kretsens huvudanslut- ningar och är i fig 2 visade inkopplade till en schematisk belastningskrets bestående av en spänningskälla 9 och ett belastningsobjekt 10. Styrspän- ningskällor 71, 72 är anslutna mellan de båda transistorernas sourceanslut- ningar 312, 512 resp drainanslutningar 332, 532. Styrspänningskällorna slås till och från med hjälp av ett kopplingsorgan med kontakterna 81, 82. Styr- spänningskällorna avger lämpligen lika stora spänningar.
Vid det i fig 2 visade läget hos kopplingsorganet 81, 82 är den tillförda styrspänningen u noll, och de båda transistorernas sourceområden hålls på samma potential med hjälp av motståndet 61, och de båda drainområdena på inbördes samma potential med hjälp av motståndet 62. Med den i figuren visade polariteten hos spänningskällan 9 spärrar den i figuren vänstra övergången hos den undre transistorn och den högra övergången hos den övre transistorn. Rymdladdningsområden utbildas vid de spärrande övergångarna och tar upp den påtryckta spänningen. På grund av den relativt sett svagare dopningen hos kanalområdena får rymdladdningsskikten störst utsträckning i dessa områden, vilka tar upp större delen av den påtryckta spänningen.
Vid tillslag av styrspänningen genom slutning av kontakterna 81, 82 blir styrsignalen u lika med styrspänningskällornas spänning. Den övre transis- torn får en positiv potential i förhållande till den undre. Styrspännings- källornas spänning och därmed potentialskillnaden mellan de båda transis- torerna kan exempelvis vara 5 V. Potentialskillnaden gör att en P-ledande . kanal induceras i den övre transistorns kanalområde närmast isolations- skiktet 4, och en N-ledande kanal induceras i den undre transistorns kanal- _ område närmast isolationsskiktet 4. De båda transistorerna övergår alltså till ledande tillstånd och en belastningsström kan flyta från spännings- källan 9 genom den undre transistorn och belastningsobjektet 10. De båda inducerade kanalerna påverkar och förstärker varandra, och en hög ladd- 464 949 ningsbärartäthet kan erhållas i kanalerna, i typfallet 5-1012 - 1013 cm_2.
Denna laddningsbärartäthet är väsentligt högre än vad som har varit möj- ligt att uppnå vid tidigare kända komponenter av aktuellt slag, exempelvis vid den genom svenska utläggningsskriften 460 ÄÄ8 kända komponenten. Denna höga laddningsbärartäthet gör att de ledande kanalerna får hög konduktans, av samma storleksordning som en konventionell MOS-transistor, och kompo- nenten enligt uppfinningen har därför låg resistans i ledtillståndet. Sam- tidigt kan en komponent enligt uppfinningen i icke ledande tillstånd ta upp hög spänning mellan source- och drainkontakterna, detta på grund av den svaga dopningen i kanalområdena och på grund av att rymdladdningarna i kanalområdena på ömse sidor av det isolerande skiktet Ä balanserar varand- ra. En komponent enligt uppfinningen far därför en väsentligt högre effekt- hanteringsförmåga per ytenhet än hittills kända MOS-transistorer. Effekt- hanteringsförmågan närmar sig den hos bipolära transistorer, men en kor :- nent enligt uppfinningen har på grund av frånvaron av minoritetsladdnings- bärare väsentligt högre snabbhet än en bipolär transistor.
Som ovan nämnts är i det icke ledande tillståndet den ena av en transistors båda övergångar spärrande. På grund av de balanserade dopningarna och den tunna mellanliggande oxiden sträcker sig ett rymdladdningsområde både i den övre och den undre transistorn från drainområdet fram till sourceområdet.
Den påtryckta spänningen mellan source- och drainområdena kan då vid sourceområdet skapa ett elektriskt fält som verkar injicerande. Vid en viss längd hos kanalområdet och en viss maximal påtryckt spänning måste därför dopningen i kanalområdet vara så hög att det injicerande fältet icke når fram till motsatt PN-övergång. Detta begränsar komponentens maximala arbetsspänning. Fig 3 visar hur detta problem kan elimineras genom att kanalområdet närmast source- och drainområdena förses med stoppzoner som har samma ledningstyp som kanalområdet men högre dopning än detta. Fig 3 visar en sådan utföringsform av en komponent enligt uppfinningen, och stoppzonerna är där betecknade med 5Ä, 55 resp 34, 35. När den påtryckta spärfingen över komponenten ökar minskar stoppzonen med sin högre dopning det serala fältstyrkan så att injektion undviks. Vid en sådan komponent kan nanalområdenas dopning göras väsentligt svagare än vid en komponent enligt fig 1 och 2. Denna svagare dopning har i fig 3 markerats med u resp n. Kanalområdenas svaga dopning gör att i icke ledande tillstånd är fältstyrkan genom hela kanalområdet hög och approximativt konstant, vilket möjli; 'r en hög arbetsspänning hos komponenten. Vid den i fig 3 visade 464 949 utföringsformen av en komponent enligt uppfinningen erhålles dock vid den spärrande övergången ett fältstyrkemaximum som begränsar den maximalt påtryckta spänningen.
Nyssnämnda nackdel kan elimineras med hjälp av den i fig 4 visade ut- föringsformen. Vid denna har varje transistor endast en stoppzon, 35 resp 54, och dessa är anordnade vid motsatta ändar av kanalområdena. När tran- sistorernas sourceområden 31, 51 påtrycks en positiv spänning i förhållande till drainområdena 33, 53 blir fältstyrkan i kanalområdena approximativt konstant och lika med den maximalt i komponenten uppträdande fältstyrkan.
Härigenom erhålles en mycket god spänningsupptagande förmåga hos komponen- ten. Detta gäller dock endast för den nyss angivna polariteten hos den på- tryckta spänningen. För att möjliggöra hög spänningsupptagande förmåga i båda riktningarna kan därför två komponenter enligt fig 4 seriekopplas motvända.
I det ovan beskrivna utföringsexemplet av uppfinningen är i icke ledande tillstånd den påtryckta styrspänningen noll. Alternativt kan en negativ styrspänning påtryckas under detta intervall. En negativ styrspänning mellan de två transistorsystemen undertrycker också injektionen. Behovet av stoppskikt och deras dopningsgrad kan alltså optimeras med hänsyn till graden av negativ styrspänning när switchen skall vara oledande.
Vid en halvledarkomponent enligt uppfinningen bör kanalområdenas dopnings- profiler företrädesvis vara sådana att potentialerna i de båda kanalområ- dena följs åt, dvs att inom hela kanalområdets utsträckning potentialerna i varje godtyckligt par av mittför varandra belägna punkter är lika eller möjligast lika. Härigenom undviks andra spänningspåkänningar över isola- tionsskiktet 4 än de som orsakas av styrspänningen. Detta kan åstadkommas exempelvis genom att kanalområdenas dopning görs låg såsom vid de i fig 3 och 4 visade komponenterna. Fältstyrkan i varje kanalområde blir då app- roximativt konstant, och potentialen i varje kanalomrâde varierar linjärt mellan source- och drainområdet. Detta medför den önskvärda potentiallik- heten mellan varje par av två mittför varandra belägna punkter hos de båda kanalområdena.
Fig Sa visar hur vid en utföringsform av uppfinningen organ för tillförande av styrspänningar är integrerade med själva komponenten. Komponenten A ut- görs alltså av en integrerad krets, vilken förutom de båda fälteffekttran- 464 949 sistorerna även innehåller motstånden 61, 62 samt två diodbryggor 11, 12.
Komponenten har anslutningarna B, C för belastningsströmmen. När ka' önen- ten skall bringas i ledande tillstånd tillförs anslutningarna 17, lt en växelspänningssignal s. Denna tillförs likriktarbryggorna via kondensatorer 13, lü resp 15, 16. Från diodbryggorna erhålles då likspänningarna u, vilka på ovan beskrivet sätt styr komponenten till ledande tillstånd.
Fig 5b visar en alternativ 1_föringsform av anordningen enligt fig Sa. Den integrerade kretsen A innehåller förutom de båda fälteffekttransistorerna två uppsättningar likriktarbryggor - lla, llb; 12a, 12b - samt två uppsätt- ningar inverterare - Ila, Ilb, Ilc; I2a, I2b, I2c. Bryggcrna lla, l2a till- förs en konstant växelspänniag P via anslutningarna 17a, 17b och kondensa- torerna 13a, 13b, 15a, 15b, t ex av sådan amplitud att bryggorna avger likspänningar av storleksordningen 5 V. Dessa likspänningar tillförs inver- terarna som matningsspänningar. När komponenten skall vara ledande tillförs en styrsignal i form av en växelspänning S till styranslutningarna 18a, l8b. Över motstånden 61a, 62a alstras då en styrlikspänning som gör ut- gång >ignalen hos inverterarna Ila och I2a "låg" och hos inverterarna Ilb och I2b "hög", dvs styrspänningarna "u" blir positiva och komponenten blir ledande och hålls ledande så länge styrsignalen S tillförs. När styrsigna- len S borttages blir utspänningen från bryggorna llb, 12b noll, utsigna- lerna från inverterarna Ila och I2a blir "hög" och från inverterarna Ilb och I2b "låg", och styrspänningarna "u" blir negativa. Komponenten blir icke-ledande, och den negativa styrspänningen "u" undertrycker injektion och ökar därmed spänningshållfastheten hos komponenten.
Vid de ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen är båda fälteffekt- transistorerna utbildade i tunna halvledarskikt, av vilka det undre är anordnat på ett elektriskt isolerande skikt, beläget på ett substrat. Fig 6 visar en alternativ utföringsform av uppfinningen, där den undre transis- torn är utbildad direkt i substratet, vilket utgörs av en monokristallin kiselkropp 1. Denna har vid den undre transistorn en P-dopad zon 32a, vilken utgör transistorns kanalområde. I denna zon är utbildade N-ledande områden 31a, 33a, vilka utgör transistorns source- resp drainområden. I övrigt är komponenten utformad på tidigare beskrivet sätt.
En komponent enligt uppfinningen kan framställas på ett flertal olika sätt.
En föredragen framställningsmetod skall nedan beskrivas i anslutning till fig 7. I en monokristallin kiselskiva X alstras genom jonimplantation av 464 949 syre resp kväve genom skivans i figuren övre yta ett kiseldioxidskikt 101 och ett kiselnitridskikt 102 (SixNy). De utanför de båda nyssnämnda skikten liggande delarna 104, 105, 106 av kiselkroppen påverkas ej av denna behand- ling. Fig 7a visar kiselkroppen efter jonimplantationen. Härefter alstras genom någon känd metod (t ex termisk oxidering och/eller deponering) ett kiseldioxidskikt 103 på kroppens yta, vilket visas i fig 7b. I fig 7c visas kiselkroppen X vänd upp och ned. En andra kropp Y av monokristallint kisel har på likaledes känt sätt försetts med ett kiseldioxidskikt 201 på sin yta. De båda kropparna förs ihop på det i fig 7c med pilen antydda sättet.
Redan vid rumstemperatur sker då en bondning mellan skivorna. Bondningen kan förstärkas genom en värmebehandling i temperaturområdet 800-1000 °C.
Genom en efterföljande etsbehandling bortetsas delen 106 av kiselkroppen X, varvid nitridskiktet 102 tjänar som stoppskikt vid etsningen. Härefter bortetsas nitridskiktet 102. Den sålunda framställda kroppen visas i fig 7d. Kiselkroppen Y utgör substrat, kiseldioxidskikten 201 och 103 bildar ett elektriskt isolerande skikt mellan substratet och halvledarkomponenten enligt uppfinningen, i det monokristallina tunna kiselskiktet 104 utbildas komponentens undre transistor, kiseldioxidskiktet 101 tjänstgör som elektrisk isolering mellan komponentens båda transistorer och i det övre monokristallina kiselskiktet 105 utbildas komponentens övre transistor. Den önskade dopningen av transistorernas olika områden kan exempelvis göras med hjälp av jonimplantation, antingen efter de ovan beskrivna framställnings- stegen eller också tidigare under framställningsförloppet.
Komponenten enligt uppfinningen har ovan beskrivits som en halvledarswitch för användning som kopplingsorgan. Komponenten kan användas även i andra sammanhang, t ex som styrbart element i integrerade digitala kretsar.
Komponenten kan utom som kopplingsorgan även användas för steglös styrning i analoga kretsar.
I fig 2 utgörs komponentens utgångskrets av en spänningskälla och ett belastningsobjekt. Utgångskretsen kan emellertid vara av godtyckligt slag, t ex ett digitalt eller analogt kretselement eller krets.

Claims (14)

464 949 PATENTKRAV
1. Halvledarkomponent innefattande en första fälteffekttransistor av en första ledningstyp (N), vilken transistor är anordnad i en halvledarkropp (3) och har ett med en sourceanslutning (311) försett sourceområde (31), ett med en drainanslutning (331) försett drainområde (33), ett mellan source- och drainområdena anordnat kanalområde (32), samt organ (5, 71, 72) för åstadkommande av en ledande kanal i kanalområdet mellan source- och drainområdena, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ett på halvledarkroppen anordnat isolerande skikt (4) samt ett på det isolerande skiktet anordnat första skikt (5) av halvledande material, i vilket är utbildad en andra fälteffekttransistor, vars led- ningstyp (P) är motsatt den första fälteffekttransistorns ledningstyp, och vilken har ett sourceområde (51), ett drainområde (53) och ett kanalområde (52). att den andra transistorns kanalområde (52) är anordnat att åtminstone delvis överlappa den första transistorns kanalområde (32), att de båda transistorernas spänningsupptagande riktningar åtminstone i huvudsak sammanfaller, att den andra transistorns sourceområde (51) är försett med en anslutning (511) för anslutning av en styrspänning (u) mellan den första transistorns och den andr. transistorns sourceområden (31, 51), att den andra transistorns drainområde (53) år försett med en anslutning (531) för anslutning av en styrspänning (u) mellan den första transistorns och den andra transistorns drainområden (33, 53), samt att source- och drainområdena (31, 33) hos en av de båda transisto- rerna är försedda med anslutningsorgan (311, 312, 331, 332) för anslutning av en utgångskrets (9, 10).
2. Halvledarkomponent enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att dopningskoncentrationerna och tjocklekarna hos de båda transistorernas kanalområden (32, 52) är så valda att laddningsbalans råder mellan de båda kanalomràdena. 10 464 949
3. Halvledarkomponent enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d av att de båda transistorerna är av anrikningstyp. Ä.
Halvledarkomponent enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d av att en stoppzon (34, 35) av samma ledningstyp (P) som en fI transistors kanalområde (32), men med högre dopning än kanalområdet, är anordnad mellan kanalområdet (32) och åtminstone det ena av transistorns r/ source- och drainområden (31, 33).
5. Halvledarkomponent enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att en första stoppzon (34) är anordnad mellan transistorns kanalområde (32) och dess sourceområde (31) och en andra stoppzon (35) mellan transis- torns kanalområde och dess drainområde (33).
6. Halvledarkomponent enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att stoppzoner är anordnade i båda transistorerna.
7. Halvledarkomponent enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att den ena transistorn har en stoppzon (54) mellan sitt kanalområde (52) och sitt sourceområde (51) och att den andra transistorn har en stoppzon (35) mellan sitt kanalområde (32) och sitt drainområde (33).
8. Halvledarkomponent enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d av att nämnda halvledarkropp (3) utgörs av ett på ett isolerande underlag (2) anordnat andra skikt av halvledande material.
9. Halvledarkomponent enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d av att den innefattar styrspänningsalstrande organ (11, 12) anordnade att i beroende av en mottagen styrsignal (s) tillföra nämnda styrspänningar (u) till transistorernas source- och drainanslutningar för styrning av transistorerna mellan ledande och oledande tillstånd.
10. Halvledarkomponent enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a d av att de styrspänningsalstrande organen är anordnade att till transistorer- nas source- och drainanslutningar för styrning av komponenten till ledande tillstånd tillföra styrspänningar av en första polaritet och för styrning av komponenten till oledande tillstånd tillföra styrspänningar av motsatt polaritet. H 464 949
11. Halvledarkomponent enligt något av patentkrav 9 och 10, k ä n n e - t e c k n a d av att nämnda styrspänningsalstrande organ är så utformade att nämnda styrspänningar är inbördes lika stora.
12. Halvledarkomponent enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d av att den är försedd med potentialstyrande organ (61, 62) anordnade att vid oledande tillstånd hos transistorerna hålla de båda transistorernas sourceområden (31, 51) på inbördes samma potential och de båda transistorernas drainområden (33, 53) på inbördes samma potential.
13. Halvledarkomponent enligt patentkrav 12, k ä n n e t e c k n a d av att de potentialstyrande organen utgörs av ett första resistanselement (61) anslutet mellan transistorernas sourceområden och ett andra resistansele- ment (62) anslutet mellan transistorernas drainområden.
14. Halvledarkomponent enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d av att kanalområdenas (32, 52) dopningsprofiler är så valda att vid oledande tillstånd hos transistorerna potentialen i varje punkt av den ena transistorns kanalområde är möjligast lika med potentialen i den mitt för nämnda punkt belägna delen av den andra transistorns kanalområde.
SE8903761A 1989-11-09 1989-11-09 Halvledarswitch SE464949B (sv)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8903761A SE464949B (sv) 1989-11-09 1989-11-09 Halvledarswitch
PCT/SE1990/000678 WO1991007780A1 (en) 1989-11-09 1990-10-19 Semiconductor switch
JP51546390A JPH05501479A (ja) 1989-11-09 1990-10-19 半導体スイッチ
EP19900916841 EP0540516A1 (en) 1989-11-09 1990-10-19 Semiconductor switch
CA 2069911 CA2069911A1 (en) 1989-11-09 1990-10-19 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8903761A SE464949B (sv) 1989-11-09 1989-11-09 Halvledarswitch

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8903761D0 SE8903761D0 (sv) 1989-11-09
SE8903761L SE8903761L (sv) 1991-05-10
SE464949B true SE464949B (sv) 1991-07-01

Family

ID=20377432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8903761A SE464949B (sv) 1989-11-09 1989-11-09 Halvledarswitch

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0540516A1 (sv)
JP (1) JPH05501479A (sv)
CA (1) CA2069911A1 (sv)
SE (1) SE464949B (sv)
WO (1) WO1991007780A1 (sv)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998005076A2 (en) * 1996-07-26 1998-02-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Semiconductor component for high voltage

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5684320A (en) * 1991-01-09 1997-11-04 Fujitsu Limited Semiconductor device having transistor pair
JP3135939B2 (ja) * 1991-06-20 2001-02-19 富士通株式会社 Ｈｅｍｔ型半導体装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS577161A (en) * 1980-06-16 1982-01-14 Toshiba Corp Mos semiconductor device
US4593300A (en) * 1984-10-31 1986-06-03 The Regents Of The University Of Minnesota Folded logic gate
SE460448B (sv) * 1988-02-29 1989-10-09 Asea Brown Boveri Dubbelriktad mos-switch

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998005076A2 (en) * 1996-07-26 1998-02-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Semiconductor component for high voltage
WO1998005076A3 (en) * 1996-07-26 1998-03-05 Ericsson Telefon Ab L M Semiconductor component for high voltage

Also Published As

Publication number Publication date
SE8903761D0 (sv) 1989-11-09
SE8903761L (sv) 1991-05-10
WO1991007780A1 (en) 1991-05-30
EP0540516A1 (en) 1993-05-12
JPH05501479A (ja) 1993-03-18
CA2069911A1 (en) 1991-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5943827B2 (ja) 保護回路
GB2073490A (en) Complementary field-effect transistor integrated circuit device
JPH0347593B2 (sv)
TWI524509B (zh) 積體電路及製作積體電路的方法
KR920003319B1 (ko) 바이폴라 트랜지스터를 갖는 반도체 장치와 그의 제조방법
US20110254120A1 (en) Semiconductor integrated circuit
US10199368B2 (en) Stucture for protecting an integrated circuit against electrostatic discharges
US4109272A (en) Lateral bipolar transistor
SE464949B (sv) Halvledarswitch
US3742318A (en) Field effect semiconductor device
US20070077738A1 (en) Fabrication of small scale matched bi-polar TVS devices having reduced parasitic losses
US12057444B2 (en) Operating voltage-triggered semiconductor controlled rectifier
SE512661C2 (sv) Lateral bipolär hybridtransistor med fälteffektmod och förfarande vid densamma
US4761679A (en) Complementary silicon-on-insulator lateral insulated gate rectifiers
GB2208257A (en) Overvoltage protector
JP4838421B2 (ja) アナログ・スイッチ
JPH0888290A (ja) 半導体装置およびその使用方法
JPS63148671A (ja) 半導体集積回路装置の静電破壊防止装置
EP0272753B1 (en) Complementary silicon-on-insulator lateral insulated gate rectifiers
JP2854900B2 (ja) 半導体装置
JPH05121425A (ja) バイポーラ静電誘導トランジスタ
JP2576758B2 (ja) 半導体素子
JPH01125987A (ja) 半導体可変容量素子
KR100300674B1 (ko) 리서프확산을가진반도체소자의경사농도에피텍셜기판
JPH0214781B2 (sv)

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8903761-8

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8903761-8

Format of ref document f/p: F