JPH0241909B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0241909B2
JPH0241909B2 JP59086414A JP8641484A JPH0241909B2 JP H0241909 B2 JPH0241909 B2 JP H0241909B2 JP 59086414 A JP59086414 A JP 59086414A JP 8641484 A JP8641484 A JP 8641484A JP H0241909 B2 JPH0241909 B2 JP H0241909B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chip
field effect
effect transistor
diode
oxide film
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59086414A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60229359A (ja
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 filed Critical
Priority to JP59086414A priority Critical patent/JPS60229359A/ja
Publication of JPS60229359A publication Critical patent/JPS60229359A/ja
Publication of JPH0241909B2 publication Critical patent/JPH0241909B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0255Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using diodes as protective elements

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、同一パツケージ内に、MOS電界効
果トランジスタと、入力インピーダンス整合用
MOSキヤパシター及びゲート酸化膜保護用ダイ
オードを封止した高周波半導体装置に関する。 従来例の構成とその問題点 MOS電界効果トランジスタを高周波で動作さ
せる場合には、パツケージ端部でのインピーダン
スの低下を防ぎ、外部回路との整合を取る為パツ
ケージ内にMOSキヤパシターのチツプを配置し、
このMOSキヤパシターと、MOS電界効果トラン
ジスタの入力部へのワイヤーのインダクタンスに
より整合回路を形成するのが一般的に行なわれて
いる。 又、MOS電界効果トランジスタのゲート酸化
膜は通常250Å〜1000Åと非常に薄く、その絶縁
耐圧は20〜70V程度しかなく、サージ電圧によつ
てゲート酸化膜が破壊されやすい。従つてゲート
とソース間に、酸化膜の絶縁耐圧以下でブレー
ク・ダウンするゲート酸化膜保護用ダイオードを
挿入することが一般に行なわれている。この様な
ゲート酸化膜保護用ダイオードは通常MOS電界
効果トランジスタと同一チツプ内に集積化して形
成される。 第1図は、従来の高周波半導体装置の等価回路
である。第1図において、G及びDはそれぞれパ
ツケージ端部のゲート端子及びドレイン端子であ
る。パツケージ内は、MOSキヤパシターのチツ
プT1,MOS電界効果トランジスタのチツプT2
び、MOS電界効果トランジスタのゲートG′と
MOSキヤパシターCIを接続しインダクタンスと
して働くワイヤーlによつて構成される。MOS
電界効果トランジスタのチツプT2内には、MOS
電界効果トランジスタのゲートG′とソースS′間に
接続されたゲート酸化膜保護用ダイオードD1
D2が集積化されている。このゲート酸化膜保護
用ダイオードD1,D2により双方向ダイオードが
形成され、ゲート酸化膜が正負両方のサージ電圧
から保護される。この双方向ダイオードのブレー
ク・ダウン電圧は、±10V程度あれば十分である。 しかしながら、第1図に示した従来の例におい
ては、ゲート酸化膜保護用ダイオードD1,D2
形成により、MOS電界効果トランジスタのチツ
プ基板中にダイオードD3が形成され、結果とし
て、MOS電界効果トランジスタのゲートG′とド
レインD′間にゲート酸化膜保護用ダイオードD1
とダイオードD3からなる双方向ダイオードが挿
される。同じく、MOS電界効果トランジスタの
ソースS′とドレインD′間にもゲート酸化膜保護用
ダイオードD2とダイオードD3とからなる双方向
ダイオードが挿入される。このMOS電界効果ト
ランジスタのゲートG′とドレインD′間及びソー
スS′とドレインD′間に挿入された2個の双方向ダ
イオードは結果的に、MOS電界効果トランジス
タのゲートG′・ドレインD′間及びソースS′・ドレ
インD′間の耐圧を低下させ、MOS電界効果トラ
ンジスタの本来の特性を下げてしまう。即ち、通
常高出力を必要とする高周波用のMOS電界効果
トランジスタにおいては、ドレインバイアスとし
て40V〜50Vの電圧を用いることが多く、交流振
幅を考慮すると約80V〜100Vの耐圧が必要とさ
れる。従つて、D1とD3及びD2とD3とからなる双
方向ダイオードには80V〜100V以上の耐圧が要
求されるが、MOS電界効果トランジスタのチツ
プと同一チツプに保護ダイオードを形成した場
合、耐圧を確保することは非常に困難である。こ
の点について以下さらに詳しく説明する。 第2図は、第1図に示した従来の例のMOS電
界効果トランジスタのチツプT2の断面構造図で
ある。第2図において第1図と等価な構成部分に
は同一の参照番号及び記号を付して示す。 第2図において、MOS電界効果トランジスタ
は、縦型2重拡散の素子であり、N型基板1、P
型チヤンネル拡散領域2、N型ソース領域3、ゲ
ート酸化膜4、ゲート電極5、絶縁膜6、ソース
電極とから構成される。第2図には示していない
が、P型チヤンネル拡散領域2とN型ソース領域
3は通常シヨートして耐圧を確保している。 他方、ゲート酸化膜保護用ダイオードD1,D2
は同一のN型基板1に形成され、P型ウエル8と
N型領域9,10、ダイオード電極11,12と
からなる。 第2図に示した従来の例においては、P型ウエ
ル8が電気的に浮いている為、N型領域9,10
をエミツタ、P型ウエル8をベース、N型基板を
コレクターとする等価的トランジスタのエミツ
タ・コレクター間耐圧(BVCEO)はトランジスタ
のhFEの影響を受け、ベース・コレクター間の耐
圧(BVCBO)の
【式】まで大幅に低下する。 例えばBVCEO=100V、hFE=10の時BVCEO≒32Vと
なつてしまい、MOS電界効果トランジスタのチ
ツプとしてのソースS′・ドレインD′間及びゲート
G′・ドレインD′間の耐圧はこの値にリミツトさ
れてしまう。N型領域9,10をエミツタ、P型
ウエル8をベース、N型基板をコレクターとする
等価的トランジスタのhFEを下げる為に、ベース
となるP型ウエル8の濃度を上げたり、拡散深さ
を深くするという方法も考えられるが、MOS電
界効果トランジスタのチツプを形成するプロセス
が複雑になるばかりでなく、hFEを1にすること
は非常に困難なことである。又、80V〜100Vの
高電圧をダイオードに常時かけておくことは、ダ
イオード側における不良発生の確率が高くなり、
信頼性上問題である。さらには、MOS電界効果
トランジスタのチツプ上でMOS電界効果トラン
ジスタのゲート電極5とダイオード電極12を接
続しなければならないで、その接続に用いる配線
及びダイオード自体が、ゲート・ドレイン間容量
(Cgd)を増加させる。ゲート・ドレイン間容量
(Cgd)の増加は、帰還容量の増大を意味するの
でMOS電界効果トランジスタのゲイン低下も引
き起こす。 発明の目的 本発明の目的は、同一パツケージ内にMOS電
界効果トランジスタと入力インピーダンス整合用
MOSキヤパシターの2種類のチツプを封止した
構成において、MOS電界効果トランジスタのゲ
ート酸化膜保護用ダイオードを有しており、かつ
耐圧低下のない優れた高周波半導体装置を提供す
ることにある。 発明の構成 本発明は、同一パツケージ内にMOS電界効果
トランジスタが形成された第1のチツプと入力イ
ンピーダンス整合用MOSキヤパシターが形成さ
れ前記第1のチツプと別体の第2のチツプが封止
され、前記トランジスタのゲート電極とMOSキ
ヤパシタがボンデイングワイヤーを介して相互に
接続され、トランジスタのゲート酸化膜保護用ダ
イオードが第2のチツプ内に形成されていること
を特徴とする。 実施例の説明 第3図は本発明の高周波半導体装置の一実施例
を示す等価回路である。第3図において、第1図
及び第2図と等価な構成部分には同一の参照番号
及び信号を示す。 第3図に示す様に、本発明においてゲート酸化
膜保護用ダイオードD4,D5は入力インピーダン
ス整合用MOSキヤパシターのチツプT3内に形成
され、MOS電界効果トランジスタのチツプT4
には形成されない。ゲート酸化膜保護用ダイオー
ドD4,D5は、インダクタンスとして働くワイヤ
ーlが接続点G″にワイヤーボンデイングされた
時点で、MOS電界効果トランジスタのゲート及
びソースに接続され、MOS電界効果トランジス
タのゲート酸化膜を保護する働きをなす。パツケ
ージのゲート端子GとソースS′の間にかかる電圧
は通常動作の場合最大でも±10V前後であるの
で、ゲート酸化膜保護用ダイオードD4,D5から
なる双方向ダイオードは、80V〜100Vもの耐圧
を必要としない。即ち、本発明によればゲート酸
化膜保護用ダイオードD4,D5を、入力インピー
ダンス整合用MOSキヤパシターのチツプT3内に
形成した為に、寄生的トランジスタが高電圧のか
かるドレインとの間にできないことによる。 又、本発明によれば高電圧のかかるのはMOS
電界効果トランジスタのチツプT4のみであるの
で、ダイオードによる不良発生の確率も従来の例
よりも低くなり信頼性の問題も少なくなる。 さらに本発明によれば、MOS電界効果トラン
ジスタのチツプT4内に保護ダイオードを形成し
ておらず、MOS電界効果トランジスタのチツプ
T4上での配線も不要である為、ゲード・ドレイ
ン間容量(Cgd)の増加もない。 又、MOS電界効果トランジスタのチツプT4
には、MOS電界効果トランジスタしかないので、
ゲート酸化膜保護用ダイオードとの関係を考える
ことなく配置等の設計上の自由度も多い。 第4図は、第3図に示した本発明の一実施例の
入力インピーダンス整合用MOSキヤパシターの
チツプT3の断面構造図である。第4図において、
第3図と等価な構成部分には、同一の参照番号及
び記号を付して示す。 第4図に示す様に本発明においては、入力イン
ピーダンス整合用MOSキヤパシターのチツプ内
に、MOS電界効果トランジスタのゲート酸化膜
保護用ダイオードが形成される。入力インピーダ
ンス整合用MOSキヤパシターは、キヤパシター
用N型基板13と絶縁膜14とAl電極15とか
ら構成され、ゲート酸化膜保護用ダイオードD4
D5は、キヤパシター用N型基板13とP型拡散
層16、N型拡散層17によつて形成される。 本発明の高周波半導体装置の一実施例として、
入力インピーダンス整合用MOSキヤパシターと
2個のゲート酸化膜保護用ダイオードからなる双
方向ダイオードを同一チツプに形成した構成を例
にとつて説明を加えたが、ゲート酸化膜保護用ダ
イオードが1個からなり、サージ電圧の単方向の
極性に対してゲート酸化膜を保護する構成でも良
い。又、MOS電界効果トランジスタとしてNチ
ヤンネルの縦型2重拡散のトランジスタを例に説
明を加えたが、Pチヤンネルでも又他の構造、例
えばV溝ゲート構造等のMOS電界効果トランジ
スタでも同様の効果があることは言うまでもな
い。 発明の効果 本発明により次の様な効果がもたらされる。 (1) ゲート酸化膜保護用ダイオードによるゲー
ト・ドレイン間及びソース・ドレイン間の耐圧
低下がない。 (2) ゲート酸化膜保護用ダイオードに高電圧がか
からず信頼性が向上する。 (3) ゲート酸化膜保護用ダイオードに付随するゲ
ート・ドレイン間容量(Cgd)の増加がなく、
MOS電界効果トランジスタのゲイン低下がな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の高周波半導体装置の等価回路
図、第2図は従来の高周波半導体装置に用いられ
ているMOS電界効果トランジスタのチツプ断面
構造図、第3図は本発明の高周波半導体装置の一
実施例の等価回路図、第4図は本発明の高周波半
導体装置の一実施例に用いる入力インピーダンス
整合用MOSキヤパシターのチツプ断面構造図で
ある。 G……ゲート端子、D……ドレイン端子、T3
……入力インピーダンス整合用MOSキヤパシタ
ーのチツプ、Ci……MOSキヤパシター、T4……
MOS電界効果トランジスタのチツプ、D4,D5
…ゲート酸化膜保護用ダイオード。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 同一パツケージ内に、高耐圧MOS電界効果
    トランジスタが形成された第1のチツプと入力イ
    ンピーダンス整合用MOSキヤパシタが形成され
    前記第1のチツプと別体の第2のチツプが封止さ
    れ、前記トランジスタのゲート電極とMOSキヤ
    パシタがボンデイングワイヤーを介して相互に接
    続され、前記トランジスタのゲート酸化膜保護用
    ダイオードが前記キヤパシタの形成された第2の
    チツプ内に形成されていることを特徴とする高周
    波半導体装置。 2 ダイオードが、双方向ダイオードであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高周波
    半導体装置。
JP59086414A 1984-04-27 1984-04-27 高周波半導体装置 Granted JPS60229359A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59086414A JPS60229359A (ja) 1984-04-27 1984-04-27 高周波半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59086414A JPS60229359A (ja) 1984-04-27 1984-04-27 高周波半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60229359A JPS60229359A (ja) 1985-11-14
JPH0241909B2 true JPH0241909B2 (ja) 1990-09-19

Family

ID=13886208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59086414A Granted JPS60229359A (ja) 1984-04-27 1984-04-27 高周波半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60229359A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2786652B2 (ja) * 1989-02-28 1998-08-13 株式会社東芝 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60229359A (ja) 1985-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6552597B1 (en) Integrated circuit with closely coupled high voltage output and offline transistor pair
JPH0236071B2 (ja)
JP2689703B2 (ja) Mos型半導体装置
EP0242383B1 (en) Protection of igfet integrated circuits from electrostatic discharge
US4881107A (en) IC device having a vertical MOSFET and an auxiliary component
US5903034A (en) Semiconductor circuit device having an insulated gate type transistor
JPH10321878A (ja) 高耐圧半導体装置
KR860007750A (ko) 반도체 장치
JPS61292965A (ja) 半導体集積回路装置
JPS61296770A (ja) 絶縁ゲ−ト電界効果型半導体装置
JPH03235367A (ja) 半導体集積回路装置
US6809393B1 (en) Level shifter
US4969024A (en) Metal-oxide-semiconductor device
US5698886A (en) Protection circuit against electrostatic discharges
JPH0241909B2 (ja)
US4591895A (en) CMOS circuit with separate power lines to suppress latchup
JPS6284542A (ja) Mos半導体回路装置
JP4106804B2 (ja) 集積回路用保護装置
JP3185558B2 (ja) 絶縁ゲート型サイリスタ
JPS622704B2 (ja)
JPH0532908B2 (ja)
JPH0373567A (ja) 半導体集積回路の入力保護装置
JPH07115126A (ja) 半導体集積回路装置
JPH0344425B2 (ja)
JPH0471274A (ja) 半導体集積回路