JPS6083361A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6083361A JPS6083361A JP19077583A JP19077583A JPS6083361A JP S6083361 A JPS6083361 A JP S6083361A JP 19077583 A JP19077583 A JP 19077583A JP 19077583 A JP19077583 A JP 19077583A JP S6083361 A JPS6083361 A JP S6083361A
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- bipolar transistor
- schottky barrier
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Links
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- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 30
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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
- H01L27/06—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
- H01L27/07—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 the components having an active region in common
- H01L27/0744—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 the components having an active region in common without components of the field effect type
- H01L27/075—Bipolar transistors in combination with diodes, or capacitors, or resistors, e.g. lateral bipolar transistor, and vertical bipolar transistor and resistor
- H01L27/0755—Vertical bipolar transistor in combination with diodes, or capacitors, or resistors
- H01L27/0761—Vertical bipolar transistor in combination with diodes only
- H01L27/0766—Vertical bipolar transistor in combination with diodes only with Schottky diodes only
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- Bipolar Transistors (AREA)
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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】
〔技術分野〕
この発明は、半導体技術さらにはバイポーラ型半導体素
子に適用して特に有効な技術に関するもので、たとえば
、TTL(トランジスタトランジスタロジック)に利用
して有効な技術に関するものである。
子に適用して特に有効な技術に関するもので、たとえば
、TTL(トランジスタトランジスタロジック)に利用
して有効な技術に関するものである。
本発明者は、半導体技術、特に、トーテムポール型に接
続された能動素子を有するインノ(−夕回路(例えばT
TL)における半導体技術について以下に述べるような
技術を開発した。
続された能動素子を有するインノ(−夕回路(例えばT
TL)における半導体技術について以下に述べるような
技術を開発した。
すなわち、1対の出力段トランジスタの一方のコレクタ
にショットキーバリヤダイオードを直列に介在させるこ
とにより、論理振幅を圧縮し、これKよりH″(高論理
レベル)と′L”(低論理レベル)の2値のレベルから
なるデジタル論理信号の切換速度を速めるというもので
ある。この場合、そのショットキーバリヤダイオードは
バイポーラトランジスタのコレクタ領域表面に形成され
る。
にショットキーバリヤダイオードを直列に介在させるこ
とにより、論理振幅を圧縮し、これKよりH″(高論理
レベル)と′L”(低論理レベル)の2値のレベルから
なるデジタル論理信号の切換速度を速めるというもので
ある。この場合、そのショットキーバリヤダイオードは
バイポーラトランジスタのコレクタ領域表面に形成され
る。
しかしかかる技術においては、例えば上記バイポーラト
ランジスタの切換時に、該バイポーラトランジスタのベ
ース領域と上記ショットキーバリヤダイオードとの間の
表面部分に涜って大きなスパイク電流が流れ、これによ
りインバータに大きな貫通電流が流れたり、あるいはイ
ンバータの出力状態の切換が円滑に行なわれなくなった
りする、という問題を生じることが本発明者によって明
らかとされた。
ランジスタの切換時に、該バイポーラトランジスタのベ
ース領域と上記ショットキーバリヤダイオードとの間の
表面部分に涜って大きなスパイク電流が流れ、これによ
りインバータに大きな貫通電流が流れたり、あるいはイ
ンバータの出力状態の切換が円滑に行なわれなくなった
りする、という問題を生じることが本発明者によって明
らかとされた。
この発明の目的は、コレクタ領域にショットキーバリヤ
ダイオードが形成されたバイポーラトランジスタにあっ
て、そのベース領域と上記ショットキーバリヤダイオー
ドとの間の表面部分に治って流れるスパイク電流を効果
的に抑制することができるようにし、これにより例えば
インバータを組んだ場合には、Pt通電流を抑制し、ま
1こ出力状態の切換を円滑にすることができるようにし
た半導体技術を提供するものである。
ダイオードが形成されたバイポーラトランジスタにあっ
て、そのベース領域と上記ショットキーバリヤダイオー
ドとの間の表面部分に治って流れるスパイク電流を効果
的に抑制することができるようにし、これにより例えば
インバータを組んだ場合には、Pt通電流を抑制し、ま
1こ出力状態の切換を円滑にすることができるようにし
た半導体技術を提供するものである。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面からあきらか
になるであろう。
ついては、本明細書の記述および添附図面からあきらか
になるであろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、バイポーラトランジスタのコレクタ領域に形
成されたショットキーバリヤダイオードと該バイポーラ
トランジスタのベース領域との間の表面部分に疑似的な
分離領域を介在させることにより、ベース領域とショッ
トキーバリヤダイオードとの間の表面部分に涜って流れ
るスパイク電流を効果的に抑制し、これにより例えばイ
ンノ<−タを組んだ場合に、貫通電流を抑制し、また出
力状態の切換を円滑にする、という目的を達成するもの
である。
成されたショットキーバリヤダイオードと該バイポーラ
トランジスタのベース領域との間の表面部分に疑似的な
分離領域を介在させることにより、ベース領域とショッ
トキーバリヤダイオードとの間の表面部分に涜って流れ
るスパイク電流を効果的に抑制し、これにより例えばイ
ンノ<−タを組んだ場合に、貫通電流を抑制し、また出
力状態の切換を円滑にする、という目的を達成するもの
である。
以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
なお、図面において同一あるいは相当する部分は同一符
号で示す。
号で示す。
先ず、第1図および第2図はこの発明に係る半導体素子
の一実施例を示す。第1図はその断面状態を、また第2
図はその平面図をそれぞれ示す。
の一実施例を示す。第1図はその断面状態を、また第2
図はその平面図をそれぞれ示す。
そしてこれらの図は例えば第3図に示すようなショット
キーTTL回路におけるトランジスタQb部分に相当す
る。
キーTTL回路におけるトランジスタQb部分に相当す
る。
同図に示す半導体素子は、ショットキーバリヤダイオー
ド付npn型バイポーラトランジスタqbであって、半
導体集積回路装置の内部素子とじて形成されている。こ
のバイポーラトランジスタQbが形成される半導体基体
としては、p−型シリコン半導体基板10にn−型シリ
コンエピタキシャル層12を形成したものが使用されて
いる。
ド付npn型バイポーラトランジスタqbであって、半
導体集積回路装置の内部素子とじて形成されている。こ
のバイポーラトランジスタQbが形成される半導体基体
としては、p−型シリコン半導体基板10にn−型シリ
コンエピタキシャル層12を形成したものが使用されて
いる。
エピタキシャル層12と基板】0との間にはn+型埋込
層14が形成されている。さらに、p+型分離層16が
形成され、この分類層16によって電気的に隔離された
中に、p型ベース1広散層20゜n+型エミック拡散層
22がそれぞれ形成されている。そして、アルミニウム
などの金属電極30により、□トランジスタQbのベー
スB、エミッタE、コレクタCの各電極がそれぞれ引出
されている。
層14が形成されている。さらに、p+型分離層16が
形成され、この分類層16によって電気的に隔離された
中に、p型ベース1広散層20゜n+型エミック拡散層
22がそれぞれ形成されている。そして、アルミニウム
などの金属電極30により、□トランジスタQbのベー
スB、エミッタE、コレクタCの各電極がそれぞれ引出
されている。
ここで、ベースBの電極を取出す金g?l!WL、3゜
は、ベース領域とコレクタ領域の両方に跨がる面に形成
されている。これにより、その電極30の下にベースB
からコレクタCに接続するショット、 キーバリヤダイ
オードD2が形成されている。つまり、ショットキーバ
リヤダイオード付npn型バイポーラトランジスタQb
が形成されている。
は、ベース領域とコレクタ領域の両方に跨がる面に形成
されている。これにより、その電極30の下にベースB
からコレクタCに接続するショット、 キーバリヤダイ
オードD2が形成されている。つまり、ショットキーバ
リヤダイオード付npn型バイポーラトランジスタQb
が形成されている。
このベースB領域とコレクタC領域の間に形成されたシ
ョットキーバリヤダイオードD2は、トランジスタQb
の飽和を防止することにより該トランジスタQbの動作
速度を速めるように機能する。
ョットキーバリヤダイオードD2は、トランジスタQb
の飽和を防止することにより該トランジスタQbの動作
速度を速めるように機能する。
また、分離層16で囲まれた中のエピタキシャル層12
の表面すなわちコレクタC領域の表面に形成されたコレ
クタ電極取出し用の金属電極30は、その下に金属シリ
サイドによるショットキーバリヤダイオードD1を形成
している。このショットキーバリヤダイオードD1は、
等価回路的には、上記バイポーラトランジスタQbのコ
レクタCに直列に介在する。
の表面すなわちコレクタC領域の表面に形成されたコレ
クタ電極取出し用の金属電極30は、その下に金属シリ
サイドによるショットキーバリヤダイオードD1を形成
している。このショットキーバリヤダイオードD1は、
等価回路的には、上記バイポーラトランジスタQbのコ
レクタCに直列に介在する。
以上のようにして、ショットキーバリヤダイオードD1
がコレクタCに直列に介在する11 p n型トランジ
スタQbが形成されている。
がコレクタCに直列に介在する11 p n型トランジ
スタQbが形成されている。
ここでさらに、上記バイポーラトランジスタQbのベー
ス領域(ベース拡散層20)と上記ショットキーバリヤ
ダイオードD1との間のエピタキシャル層12の表面部
分には、接地電位に接ff!、された電気的な分離領域
24が介在させられている。
ス領域(ベース拡散層20)と上記ショットキーバリヤ
ダイオードD1との間のエピタキシャル層12の表面部
分には、接地電位に接ff!、された電気的な分離領域
24が介在させられている。
この分離領域24は疑似的なものであって、当該部分の
エピタキシャル層12を完全に分離するものではなく、
その表面付近だけを電気的に分離すべく浅く形成されて
いる。この疑似的な分離領域24は、例えばp型導電不
純物を、ベース領域とショットキーバリヤダイオードD
1とを互いに隔離する位置に涜って比較的浅く帯状に選
択拡散することにより簡単゛に形成することができる。
エピタキシャル層12を完全に分離するものではなく、
その表面付近だけを電気的に分離すべく浅く形成されて
いる。この疑似的な分離領域24は、例えばp型導電不
純物を、ベース領域とショットキーバリヤダイオードD
1とを互いに隔離する位置に涜って比較的浅く帯状に選
択拡散することにより簡単゛に形成することができる。
さらに具体的には、p型ベース層を形成する時に同時に
形成することができる。
形成することができる。
さて1以上のように形成されLノくイボーラトランジス
タQbでは、上述した疑似的な分離領域24か、該バイ
ポーラトランジスタQbのベース領域Bとコレクタ領域
のショットキーノくリヤダイオードD1との間の表面部
分における電流の流れを阻止する。すなわちn−型エピ
タキシャル層とp型拡散層24とのPN接合によりダイ
オードが形成され、あるレベル以上の急激な電流が流れ
るとこのダイオードがオンして上記電流をグランドに流
しだすことができる。これにより、その表面部分に漬っ
て流れるスパイク電流を効果的に抑制することができる
。そしてこれにより、例えば上記ノ(イポーラトランジ
スタQbを用いてトーテムポー)L/型のインバータを
組んだ場合には、そのイン/(−夕の貫通電流を抑制し
、また出力状態の切換を円滑にすることができる。
タQbでは、上述した疑似的な分離領域24か、該バイ
ポーラトランジスタQbのベース領域Bとコレクタ領域
のショットキーノくリヤダイオードD1との間の表面部
分における電流の流れを阻止する。すなわちn−型エピ
タキシャル層とp型拡散層24とのPN接合によりダイ
オードが形成され、あるレベル以上の急激な電流が流れ
るとこのダイオードがオンして上記電流をグランドに流
しだすことができる。これにより、その表面部分に漬っ
て流れるスパイク電流を効果的に抑制することができる
。そしてこれにより、例えば上記ノ(イポーラトランジ
スタQbを用いてトーテムポー)L/型のインバータを
組んだ場合には、そのイン/(−夕の貫通電流を抑制し
、また出力状態の切換を円滑にすることができる。
さらにまた、表面部分に清って流れるスノくイン電流が
抑制されることにより、上記ショットキーバリヤダイオ
ードD1に流れ込む電流の方向が該ダイオードD1の形
成面に垂直な方向だけに規制されるようになり、これに
より該ショットキーノ(リヤダイオードD1のエツジ電
流を少なくしてその破壊を確実に防止することができる
ようにもなる。
抑制されることにより、上記ショットキーバリヤダイオ
ードD1に流れ込む電流の方向が該ダイオードD1の形
成面に垂直な方向だけに規制されるようになり、これに
より該ショットキーノ(リヤダイオードD1のエツジ電
流を少なくしてその破壊を確実に防止することができる
ようにもなる。
第3図は上記バイポーラトランジスタQbを用いて組ん
だインバータの一例であってショットキーTTL回路で
ある。同図に示すインバータは、例えばシフトレジスタ
の段間ごとに設けられる回路であって、1対のnpnf
fiバイポーラトランジスタQa、Qbを電源■。Cの
間でトーテムポール型に接続することにより構成される
。このインバータでは、一方のバイポーラトランジスタ
Qbのコレクタ側に直列に介在させられたショットキー
バリヤダイオードD1により、論理出力OUTの振幅を
圧縮してH″と6L”の切換速度を速めるようにしてい
る。そして、第1図に示した疑似的な分離領域24によ
り、論理出力がローレベルから〕・インベルに切りかわ
る時にトランジスタQa、Qbに流れる貫通電流を抑制
し、確実な論理動作を行なわしめ誤動作を防止するとと
もに出力状態の切換を円滑にすることができるようにな
っている。
だインバータの一例であってショットキーTTL回路で
ある。同図に示すインバータは、例えばシフトレジスタ
の段間ごとに設けられる回路であって、1対のnpnf
fiバイポーラトランジスタQa、Qbを電源■。Cの
間でトーテムポール型に接続することにより構成される
。このインバータでは、一方のバイポーラトランジスタ
Qbのコレクタ側に直列に介在させられたショットキー
バリヤダイオードD1により、論理出力OUTの振幅を
圧縮してH″と6L”の切換速度を速めるようにしてい
る。そして、第1図に示した疑似的な分離領域24によ
り、論理出力がローレベルから〕・インベルに切りかわ
る時にトランジスタQa、Qbに流れる貫通電流を抑制
し、確実な論理動作を行なわしめ誤動作を防止するとと
もに出力状態の切換を円滑にすることができるようにな
っている。
第4図は、第1図に示したバイポーラトランジスタQb
の内部に等価的に寄生する抵抗の状態を示す。同図に示
すように、ベースBとコレクタCの各領域の間に介在す
る抵抗は、エピタキシャル層の厚み方向の抵抗R1,R
2と埋込層14における導電抵抗R3が主なものと11
9、前記ショットキーバリヤダイオードD1とベース領
域との間の表面部分に治って介在する並列抵抗R4は、
上記分離領域24によって等価的に取り外された状態と
なっている。
の内部に等価的に寄生する抵抗の状態を示す。同図に示
すように、ベースBとコレクタCの各領域の間に介在す
る抵抗は、エピタキシャル層の厚み方向の抵抗R1,R
2と埋込層14における導電抵抗R3が主なものと11
9、前記ショットキーバリヤダイオードD1とベース領
域との間の表面部分に治って介在する並列抵抗R4は、
上記分離領域24によって等価的に取り外された状態と
なっている。
(11バイポーラトランジスタのコレクタ領域にショッ
トキーバリヤダイオードを形成するとともに、上記バイ
ポーラトランジスタのベース領域と上記ショットキーバ
リヤダイオードとの間の表面部分に電気的な分離領域を
介在させたことにより、そのベース領域と上記ショット
キーバリヤダイオードとの間の表面部分に沿って流れる
スパイク電流を効果的に抑制することができ、これによ
り例えばインバ・−夕を組んだ場合には、貫通電流を抑
制し、また出力状態の切換を円滑にすることができる、
という効果が得られる。
トキーバリヤダイオードを形成するとともに、上記バイ
ポーラトランジスタのベース領域と上記ショットキーバ
リヤダイオードとの間の表面部分に電気的な分離領域を
介在させたことにより、そのベース領域と上記ショット
キーバリヤダイオードとの間の表面部分に沿って流れる
スパイク電流を効果的に抑制することができ、これによ
り例えばインバ・−夕を組んだ場合には、貫通電流を抑
制し、また出力状態の切換を円滑にすることができる、
という効果が得られる。
(2) さらにまた、光面部分に沿って流れるスノよイ
ン電流が抑制されることにより、上記ショットキーバリ
ヤダイオードに流れ込む電流の方向が該ダイオードの形
成面に垂直な方向だけに規制されるようになり、これに
より該ショットキーバリヤダイオードのエツジ電流を少
なくしてその破壊を確実に防止することができるように
なる。という効果が得られる。
ン電流が抑制されることにより、上記ショットキーバリ
ヤダイオードに流れ込む電流の方向が該ダイオードの形
成面に垂直な方向だけに規制されるようになり、これに
より該ショットキーバリヤダイオードのエツジ電流を少
なくしてその破壊を確実に防止することができるように
なる。という効果が得られる。
以上本発明者によりてなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、上記分離領
域24はエツチング溝によるものであってもよい。
具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、上記分離領
域24はエツチング溝によるものであってもよい。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるインバータを組むた
めに使用される素子技術に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、例えば、アナ四
グ回路における素子技術などにも適用でき、少なくとも
素子の表面に沿ってスパイク電流が流れる条件のものに
は適用できる。
をその背景となった利用分野であるインバータを組むた
めに使用される素子技術に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、例えば、アナ四
グ回路における素子技術などにも適用でき、少なくとも
素子の表面に沿ってスパイク電流が流れる条件のものに
は適用できる。
第1図はこの発明に係る半導体素子の一実、施例な示す
断面図、 第2図社第1図に示した半導体素子の平面状態を示す図
、 第3図は第1図に示した半導体素子を用いて組まれる回
路の一例を示す図、 第4図は第1図に示した半導体素子に寄生する抵抗の状
態を示す等価回路図である。 10・・・p−型シリコン半導体基体、12・・・n−
凰シリコンエピタキシャル層、14・・・n+型埋込層
、16・・・p+型分離層、20・・・p型ベース拡散
層、22・・・n+型エミッタ拡散層、24・・・分離
領域(pmベース拡散層)、30・・・金属電極、Qa
・・・npn型バイポーラトランジスタ、Qb・・・半
導体素子Cnpn型ショフシヨツトキーバリヤダイオー
ド付バイポーラトランジスタI、D2・・・ショットキ
ーバリヤダイオード、 R1,R2,R3゜R4・・・
寄生抵抗、B・・・ベース、E・・・エミッタ、C・・
・コレクタ。 第 1 図 第さ図 第 3 図 第 4 図
断面図、 第2図社第1図に示した半導体素子の平面状態を示す図
、 第3図は第1図に示した半導体素子を用いて組まれる回
路の一例を示す図、 第4図は第1図に示した半導体素子に寄生する抵抗の状
態を示す等価回路図である。 10・・・p−型シリコン半導体基体、12・・・n−
凰シリコンエピタキシャル層、14・・・n+型埋込層
、16・・・p+型分離層、20・・・p型ベース拡散
層、22・・・n+型エミッタ拡散層、24・・・分離
領域(pmベース拡散層)、30・・・金属電極、Qa
・・・npn型バイポーラトランジスタ、Qb・・・半
導体素子Cnpn型ショフシヨツトキーバリヤダイオー
ド付バイポーラトランジスタI、D2・・・ショットキ
ーバリヤダイオード、 R1,R2,R3゜R4・・・
寄生抵抗、B・・・ベース、E・・・エミッタ、C・・
・コレクタ。 第 1 図 第さ図 第 3 図 第 4 図
Claims (1)
- 1、バイポーラトランジスタのコレクク領域にショット
キーバリヤダイオードを形成してなる半導体素子を具備
する半導体装置であって、上記ノ(イボーラトランジス
タのベース領域と上記ショットキーバリヤダイオードと
の間の表面部分には、電気的な分離領域が介在している
ことな特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19077583A JPS6083361A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19077583A JPS6083361A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6083361A true JPS6083361A (ja) | 1985-05-11 |
Family
ID=16263517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19077583A Pending JPS6083361A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6083361A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63261747A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | シヨツトキ−クランプ型トランジスタ |
US5557139A (en) * | 1993-07-01 | 1996-09-17 | Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | Buried base vertical bipolar power transistor with improved current gain and operation area |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP19077583A patent/JPS6083361A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63261747A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | シヨツトキ−クランプ型トランジスタ |
US5557139A (en) * | 1993-07-01 | 1996-09-17 | Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | Buried base vertical bipolar power transistor with improved current gain and operation area |
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