JPS6251316A - 一方向導通形スイツチング回路 - Google Patents

一方向導通形スイツチング回路

Info

Publication number
JPS6251316A
JPS6251316A JP60189643A JP18964385A JPS6251316A JP S6251316 A JPS6251316 A JP S6251316A JP 60189643 A JP60189643 A JP 60189643A JP 18964385 A JP18964385 A JP 18964385A JP S6251316 A JPS6251316 A JP S6251316A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
circuit
conductivity type
field effect
effect transistor
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.)
Granted
Application number
JP60189643A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0760854B2 (ja
Inventor
Masahiro Ueno
雅弘 上野
Masahiro Iwamura
将弘 岩村
Kozaburo Kurita
公三郎 栗田
Ikuro Masuda
郁朗 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60189643A priority Critical patent/JPH0760854B2/ja
Priority to US06/899,399 priority patent/US4801983A/en
Priority to DE8686111893T priority patent/DE3687025T2/de
Priority to EP86111893A priority patent/EP0213608B1/en
Publication of JPS6251316A publication Critical patent/JPS6251316A/ja
Publication of JPH0760854B2 publication Critical patent/JPH0760854B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • 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
    • H01L27/06Devices 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
    • H01L27/07Devices 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
    • H01L27/0705Devices 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 comprising components of the field effect type
    • H01L27/0727Devices 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 comprising components of the field effect type in combination with diodes, or capacitors or resistors

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)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はスイッチング回路に係り、特に高速動作に好適
な一方向導通形スイッチング回路に関、する。
〔発明の背景〕
電界効果トランジスタ(以下FETまたはMOSトラン
ジスタと称す)は、スイッチング素子として小形かつ低
消費電力であるために高集積半導体集積回路に適してい
る。その代表的適用例の一つにプログラマブル・ロジッ
ク・アレイ(以下PLAと称す)がある、しかし上記F
ETが双方向スイッチング素子であるが故に大規模集積
回路に適した規則性を重視し、なおかつ複雑な多重論理
を構成することはできない。PLAの一例は特開昭58
−222620号公報に開示されている。かかる通常の
PLAはAND論理アレイ及びOR論理アレイの双方及
びいずれか一方のアレイを別個に備え、それぞれのアレ
イにおいてはANDあるいはOR論理のいずれか一方を
有するのみである。このように論理が浅いため、各アレ
イのロウ及びコラム線である積項及び和項線及びPLA
の外部論理が多くなるのが通例であった。
一方電界効果トランジスタとショットキー・バリア・ダ
イオードを有するスイッチング回路を含むスタチック型
半導体メモリーセルが特開昭56−15067号公報に
開示されている。この従来例によればフリップフロップ
回路によるメモリ回路と。
該メモリ回路をビット線に接続するショットキー・バリ
ア・ダイオードとを備えている。しかして上記メモリ回
路と上記ビット線との接続制御は、上記フリップフロッ
プ回路のアース線電位を制御して行う。しかるに該アー
ス線には前記フリップフロップ回路を構成する電界効果
形トランジスタのソースが接続され、該ソースから見た
該電界効果形トランジスタの有限な入力インピーダンス
と、該ソースと基板及びゲート間に有する寄生容量によ
る等測的負荷回路が接続され、上記メモリ回路と上記ビ
ット線との接続を制御するための上記アース線の駆動に
は、少なからぬ電力を必要とし、かつ前記等価的負荷回
路の寄生容量が大きいこと及び上記ショットキー・バリ
ア・ダイオードのカソード電位の制御は、比較的インピ
ーダンスの高い上記メモリを介して行われることから、
高速スイッチングは困難である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、制御入力インピーダンスが大きく、低
消費電力でかつ高速スイッチングが可能な一方向のみ電
流を導通するスイッチング回路を提供することである。
本発明の第2の目的は、大規模集積回路に通した上記一
方向導通性スイッチング回路を提供することである。
〔発明の概要〕
本発明の特徴とするというば、ショットキー・バリア・
ダイオードのアノードまたはカソード端子と、電解効果
形トランジスタのソースまたはドレイン端子とを接続し
た両者の直列回路であり、前者及び後者の他端のうち前
者のアノード側端子を入力端子、前者のカソード側端子
を出力端子、電界効果トランジスタのゲートをスイッチ
ング用制御電極とする。入力端子から出力端子方向へ一
方向に電流を導通させる一方向導通形で、かつ電荷蓄積
効果がなく高速スイッチング特性を有するスイッチング
回路を構成することである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図は本発明を半導体マトリクス回路の一例であるPLA
に適用した場合の実施例で第1図において101〜10
6はインバータゲート。
110〜115はPMOSトランジスタ、120〜12
6はショットキー・バリア・ダイオード(以下ショット
キー・ダイオードと称す)、130〜136はNMOS
トランジスタで、ショットキダイオード120,121
−126とMOSトランジスタ130,130・・・1
36とは各々対をなし、一方向導通形のスイッチング回
路を第2のコラム線170〜172と、第1のロウ線1
50〜152との任意の交点に配置する。140〜14
4はNMOSトランジスタ、Vaは第1の電源、V−は
バイアス電源、Bz、Bx、Beは第1の入力信号群。
cl、Cz、clは第2の入力信群、Es、 Ez、E
aは出力信号群である。
ここで、ショットキダイオード120〜126のそれぞ
れのアノードは第2のコラム線170〜172のうちの
一つに接続され、NHO2トランジスタ130〜136
のそれぞれのゲートは第1のロウ線150〜152のう
ちの一つに接続され、NHO2トランジスタ130〜1
36のそれぞれのソースは第2のロウ線160〜162
のうちの一つに接続されPMO5110〜112を介し
て第1の電極V−と接続される。さらに、ショットキダ
イオード120〜126のそれぞれのカソードはNMO
Sトランジスタ130〜136のそれぞれのドレインに
接続される。
以上の構成における動作を次に説明する。 PMOSト
ランジスタ110〜112は第2のロウ(Poto)線
160〜162をプルアップL、PMCOトランジスタ
113〜115は第2のコラム(coLUMN)線17
0〜172をプルアップする。この結果、初期状態にお
いて出力信号E1〜E8は“H”になる、なお、仮に初
期状態において、第1及び第2の入力信号群はBl、 
Bx* Bl、 C1l Czs Caは“H”であり
、第1のロウ線150〜152.第1のコラム線180
〜182は“L”であるとする、従って7レイを構成す
るNHO2トランジスタ130〜136,140〜14
4はすべてオフ状態である。
次に動作時において入力信号Bz、BsおよびCzが“
L”に変化した場合を考える。この時、NMOSトラン
ジスタ133,134,135,136゜および141
,144がオンし、これらの内NMOSトランジスタ1
35,136の並列回路と、NMOSトランジスタ14
4が第2のロウ線162を介して直列回路を構成し、出
力信号線170.および172の電荷が引抜かれ、出力
信号E1およびEaが“L”になる、このように第1の
ロウ線150゜151.152によりオンされた第1の
トランジスタアレイを構成するNHO2トランジスタと
、第1のコラム線180,181,182によりオンさ
れた第2のトランジスタアレイを構成するNMOSトラ
ンジスタが直列回路を形成した時、これに接続する第2
のコラム線170,171,172のいずれかあるいは
すべてが“L”レベルに変化し、論理演算が実行される
。第1図の例における出力信号E1.Ex、Eaを第1
及び第2の入力信号群Bl、Bユ、BaおよびCx、C
z、Caとの関係は次式で表わされる。
ここでショットキーダイオード120〜126の作用を
説明するために、該ショットキーダイオード120〜1
26がない場合を想定した上記動作について考える。こ
の場合においても上記した論理演算結果により出力信号
E、、Eδが(l L #jになることは相異ないが、
第2のコラム[172が“L”レベルになることから、
これに接続されることになるオン状態のNMOSトラン
ジスタ134により第2のロウ線161が“L”レベル
になり、該ロウ線161に接続され、同じくオン状態に
あるNHO2トランジスタ133により、第2のコラム
線171が”L”レベルに引込まれ、この結果出力信号
Eiも“L Itレベルになり誤った演算結果を出力す
る。すなわちこれらのショットキーダイオード120〜
126は電流の廻り込みを防止し。
正しい論理演算結果を出力せしめる。
以上の説明で明らかなように、本実施例においては、シ
ョットキダイオード120〜126とMOS)−ランジ
スタ130〜136とを組合せた一方向導通形スイッチ
ング回路と、MOSトランジスタ140〜144の組合
せにより、一段深い論理演算を実行するPLAを実現す
ることができる。
なお本実施例においては各ロウ線及び各コラム線それぞ
れ3本の場合について説明したが、これらは他の複数本
数であっても、同様の効果を得ることができる。また各
コラム線及び各ロウ線の配列も本実施例に限定したもの
ではない、更にNOSトランジスタのNチャンネル及び
Pチャンネルの区分も本実施例に限定するものではない
、またバイアス電源、入力信号群の入力タイミングも、
タイミグパルス等を併用して位相を区分することが本発
明の本質に関係な〈実施することができる。
第2図に本発明の他の実施例を示す。
この回路はバイポーラトランジスタとCMOSトランジ
スタを複合した複合論理回路の一例となる2人力NAN
Dゲート回路で、バイポーラの高負荷駆動能力と0MO
5の低消費電力特性を合せ持つものである。
第2図において、201,202はPMO5トランジス
タで、夫々のソース電極は電源V c cに接続され、
ドレイン電極はNPNトランジスタ205のベースに接
続されており、CMO3の2人力NANDゲート回路に
於けるPMO3トランジスタ回路と同一回路形式の回路
となっている。203,204はNMOSトランジスタ
で、NMOSトランジスタ203のドレインはNPNト
ランジスタ205のベースに接続され、また、NMOS
トランジスタ204のソースはNPN トランジスタ2
06のベースに接続されており、CMOSトランジスタ
の2人力NANDゲート回路に於けるNMOSトランジ
スタと同一回路形式の回路となっている。205,20
6はNPNトランジスタであり、NPNトランジスタ2
05のコレクタは電源Vccに接続され、NPNトラン
ジスタ205のエミッタとNPNトランジスタ206の
コレクタは共通接続され、出力端子213となる。
また、NPNトランジスタ206のエミッタは接地され
ている。
207はショットキーダイオードであり、アノードがN
PNトランジスタ205のエミッタ出力端子213に接
続され、カーツドがNPNトランジスタ205のベース
に接続されている。
また、一方の入力端子211にはPMOSトランジスタ
201のゲートとNにOSトランジスタ204のゲート
が接続され、他方の入力端子212にはPMOSトラン
ジスタ202のゲートとNlllO5)−ランジスタ2
30のゲートが接続されている。なお。
208は抵抗等のNPNトランジスタ206のベース電
荷放電要素(回路又は素子)である。
次に、この回路の動作を説明する。まず、入力信号Az
 、Axの一方、または両方が“0″レベルの場合の動
作は次のとおりである。この場合、NHO2トランジス
タ203,204の一方、又は両方がオフであり、一方
PMO3トランジスタ201の一方、又は両方がオフで
ある。−シたがって、このとき、NPNトランジスタ2
05にベース電流が流れ、NPN トランジスタ205
はオンになる。
その結果出力端子213に結合された負荷(図示されて
いない、)が充電され、出力は“1”レベルになる。な
お、ここで重要なのは出力端子213とNPN205の
ベース間に接続されたショットキーダイオード207の
作用である。出力213が110 Pルベルから゛1″
レベルに変化する時、このダイオードは逆バイアスされ
ている。したがって、PMOSトランジスタ201.2
02から供給される駆動電流はすべてNPNトランジス
タ205のベース電流として有効に作用するようになっ
ている。
次に、入力信号Az 、 、Lzの両方が111”レベ
ルの場合の動作は次のとおりである。この場合、PMO
Sトランジスタ201,202は共にオフであり、一方
、NMOSトランジスタ203,204は両方がオンで
ある。したがって、このとき、出力端子213からショ
ットキーダイオード207゜NMOSトランジスタ20
3,204を通ってNPNトランジスタ206にペース
電流が流れる。その結果NPN トランジスタ206は
オンになり、出力端子213に結合された負荷の電荷は
NPNトランジスタ206を通して放電され出力は“0
”レベルになる。なお、このとき、NPNトランジスタ
205のベースのまわりの寄生容量に充電され電荷も同
時にNHO2トランジスタ203,204を通して放電
されるのでNPNトランジスタ205は高速にターン・
オフされる。この回路の特徴はショットキーダイオード
207を出力端子213とNPNトランジスタ205の
ベース間に接続する構成した事により、NMOSトラン
ジスタ203゜204が入力信号Ax、Atの論理積機
能とNPNトランジスタ205のペース蓄積電荷の放電
作用を合せ持っていることにある。
この回路の高速化、低電力化のポイントはNPNトラン
ジスタ205のベースまわりの寄生容量を極力小さくす
ることであるが、そのためにはショットキーダイオード
の対基板容量を小さくするのが最も有効である。
第3図に本発明を半導体マトリクス回路の一例であるR
 OM (Read 0nly Memory )に適
用した場合の一実施例を示す。
第3図(a)において301はXデコーダ。
302はROMセルマトリクス、303はYデコーダ、
304はセンスアンプ、310はROMセルである。
第3図(b)にROMセル310の回路図を示す。第3
図(b)において320はNMOSトランジスタ、32
1はショットキートランジスタ、323はロウ(X)線
、324はコラム(Y)線で、ロウ線323は第3図(
a)のXデコーダ301の出力線、コラム線324は第
3図(a)のYデコーダ303への入力線に対応する。
ここでショットキーダイオード321のそれぞれのアノ
ードはコラム線324に接続され、NMOSトランジス
タ320のゲートはロウ線323に接続され、NHO2
トランジスタ320のソースは接地電源に接続される。
さらに、ショットキーダイオード321のカソードはN
MOSトランジスタ320のドレインに接続される。
以上の構成における動作を第3図(Q)に示すタイムチ
ャートにより次に説明する。第3図(c)はコラム線3
24の電圧Vcの波形を示したもので1区間■において
図示しないプリチャージ回路によりコラム線324は、
センスアンプ304の論理しきい電圧VLTより高い1
(HI+レベルにプリチャージされる。区間■において
ロウ線323が“H”レベルに付勢されると、NMOS
トランジスタ320がオンし、コラム線324の寄生容
量にプリチャージされた電荷は、ショットキーダイオー
ド321. NMOSトランジスタ320を通して放電
される。ショットキーダイオード321の順方向特性は
順方向電圧VFのほぼ定電圧特性であるから、上記した
ディスチャージの結果コラム線324の最低電圧は第3
図(Q)に示す如く上記ショットキーダイオード321
の順方向電圧VFに保持される。
以上の説明で明らかなように、本実施例ではコラム線の
電圧振幅が抑制されROMセルマトリクス320内で消
費される電力は、減少する。またプリチャージ時のコラ
ム線電圧上昇分が少ないた9・プIJ f″′−ジ時間
”短縮8t′・7′″″淳       iクルを高速
化することが可能である。            を
第4図に本発明の他の実施例を示す、この回路はバイポ
ーラトランジスタとCMO8)−ランジスタとを複合し
た複合論理回路の一例となる2人力NANDゲート回路
である。
第4図において、401,402はPMO5)−ランジ
スタで、夫々のソース電極は電fllX V c cに
接続され、ドレイン電極はNPN)−ランジスタ407
のベースに接続されており、CMOSトランジスタの2
人力NANDゲート回路に於けるPMO3トランジスタ
回路と同一回路形式の回路となっている。403〜40
7はNMOSトランジスタである。NMOSトランジス
タ403のドレインはアノードがNPNトランジスタ4
08のベースに接続されてたショットキーダイオード4
11のカソードに接続され、ソースはNMOSトランジ
スタ404のドレインに接続され、NMOSトランジス
タ404のソースは接地され、NMOSトランジスタ4
03,404は、NPNトランジスタ408がオンかオ
フに切変る際に、NPNトランジスタ408のベース電
荷を放電するベース電荷放電要素を構成する。NMOS
トランジスタ405のドレインは出力端子423に接続
され、ソースはNMOSトランジスタ406のドレイン
に接続される。NMOSトランジスタ406のソースは
NPN トランジスタ409のベースとショットキーダ
イオード412のアノードに接続されている。
NHO2)−ランジスタ405,406はCMOSトラ
ンジスタの2人力NANDゲート回路に於けるNMOS
トランジスタ回路と同一回路形式の回路となっている。
ショットキーダイオード412のカソードはNMOSト
ランジスタ407のドレインに接続されている。
NHO2)−ランジスタ407のソースは接地されてい
る。
NMOSトランジスタ407は、NPNトランジスタ4
09がオンからオフに切変る際に、NPNトランジスタ
409のベース電流を放電するベース電荷放電要素を構
成する。NPN)−ランジスタ408のコレクタは電源
Vccに接続され、エミッタはNPNトランジスタ40
9のコレクタに接続されて出力端子423となる。NP
Nトランジスタ409のエミッタは接地されている。
また、一方の入力端子421にはPMO8トランジスタ
401のゲートとNMOSトランジスタ404゜406
のゲートが接続され、他方の入力端子422にはPMO
Sトランジスタ402のゲートとNMOSトランジスタ
403,405のゲートが接続されている。
次に、この回路の動作を説明する。まず、入力信号At
 、Azの一方、または両方がu O″ルベル場合の動
作は次のとおりである。この場合。
NHO2トランジスタ403,404の一方、または両
方がオフであり、同様にNMOSトランジスタ405゜
406の一方、または両方がオフである。一方、PMO
Sトランジスタ401,402の一つまたは両方がオン
である。
したがって、このとき、NPNトランジスタ408にベ
ース電流が流れ、NPNトランジスタ408はオンにな
る。その結果出力端子に結合された負荷が充電され、出
力は“1″″レベルなる。
このとき、NHO2トランジスタ407はオンになり、
ショットキーダイオード412を通してNPNトランジ
スタ409のベース回りの蓄積電荷が放電され、NPN
トランジスタ409は高速にターン・オフする。
次に、入力信号AL 、Axの両方が゛′1″レベルの
場合の動作は次のとおりである。この場合、PMOSト
ランジスタ401,402の両方がオフであり、NHO
2トランジスタ403〜406はすべてオンである。し
たがって、このとき、出力端子423からNHO2トラ
ンジスタ405,406を通ってNPN トランジスタ
409にベース電流が流れ、NPNトランジスタ409
はオンになる。その結果負荷に充電された電荷はNPN
 トランジスタ409を通して放電され、出力は“0”
レベルになる。なお、このとき、NPNトランジスタ4
08のベースまわりの寄生容量に充電された電荷も同時
にショットキーダイオード41、aNMOSトランジス
タ403,404を通して放電されるのでNPN408
は高速にターン・オフする。
なお、本実施例の重量なポイントはNPNトランジスタ
408,409のベース蓄積電荷放電回路がショットキ
ーダイオードとMOSトランジスタの直列回路で構成さ
れている事である。このため、放電回路のMOSトラン
ジスタがオンになった時、NPNトランジスタ408,
409のベース電位は接地電位(OV)までは下がらず
、接地電位よりもショットキーダイオードの順方向電圧
VFだけ高いレベルになる。したがって、NPNトラン
ジスタ408,409がターン・オンを開始するまでの
充電電圧は(VBE  VF )となり。
例えばVF = 0 、5 VBHに設計するとターン
・第ン開始時間を約−に高速化できる利点がある。
第5図(a)は本発明半導体集積装置のデバイス構造の
一実施例を示す図で、第5図(b)に等価回路を示す。
第5図(b)において501はショットキーダイオード
、502はNMOSトランジスタで、ショットキーダイ
オード501の7ノード端子が入力端子503.MOS
トランジスタ502のソースが出力端子504.ゲート
がスイッチング回路の制御端子505である。ショット
キーダイオード501のカソードとMo8)−ランジス
タ502のドレインとが接続されている。かかる等価回
路を実現するデバイス構造の一実施例の断面図を第5図
(a)に示す。
第5図(a)において510はP型基板で、P型頭域を
有する。520はフィールド酸化膜。
521はMOSトランジスタ502のゲート酸化膜、5
22はゲート、523は層間絶縁膜、524はソース領
域531,533に低抵抗接触するアルミ等の第1の主
電極、525はソース領域中のN−領域530にショッ
トキー・バリアが形成される様に接触するアルミ等の第
2の主電極、530はMOSトランジスタ502のドレ
イン及びショットキーダイオード501のカソードを構
成する低不純物濃度分布を有する低不純物濃度領域とな
るN−領域、531はMOSトランジスタ502のソー
スを構成する低い不純物濃度分布を有する低不純物濃度
領域となるN−領域で、これら両N−領域530,53
1はL D D (Lightly DopedDra
in−source )構造を形成する。532はドレ
イン領域の抵抗を感じるためのN−領域530より高い
不純物濃度分布を有する高不純物濃度領域となるN十埋
込み拡散層、533はソース領域の抵抗を促じるN−領
域531より高い不純物濃度分布を有する高不純物濃度
領域となるN十拡散層である。これら両N十領域532
,533は前N−領域530,531に対して、例えば
高エネルギーで不純物を打込むことにより形成すること
ができる。入・出力端子503,504と制御型−極5
05は第5図(b)に対応する。
以上の構造によれば、MoSトランジスタ502のドレ
インとショットキーダイオード501のカソードとは、
同−N−拡散層530を共通になっておりlMo5トラ
ンジスタ502とショットキーダイオード501を各々
独立に形成する場合に比し、素子面積、寄生容量を著る
しく減じることができる。なおN十埋込み拡散層532
は、ショットキーダイオード501のカソード抵抗及び
MOSトランジスタ502のドレイン抵抗が問題になら
ない場合は省略することができる。
第6図(a)は本発明半導体集積装置のデバイス構造の
他の実施例を示す図で、第6図(b)に等価回路を示す
。第6図において第5図と同一符合を付したものは、同
一構成要素を示す。
第6図(b)において506はショットキーダイオード
501のカソード端子、(またはMOSトランジスタ5
02のドレイン端子)である。かかる等価回路を実現す
るデバイス構造の一実施例を第6図(a)に示す、第6
図(a)において534はMoSトランジスタ502の
ドレイン抵抗を減じるN十埋込み拡散層532に接続し
、該拡散層と同程度の不純物濃度を有するN十拡散層で
、ショットキーダイオード501のカソード端子(また
はMOSトランジスタ502のドレイン端子)506を
引出すための低抵抗層である。
526はN+拡散Ji1534に低抵抗接触するアルミ
等の第3の主電極である。N十拡散層534はMOSト
ランジスタ502のソース側N十拡散層533 )ニー
 q I−8’t”8jiffit 6・      
     。
以上の構造によれば、ショットキーダイオード501の
カソード及びMOSトランジスタ502のドレインに寄
生する容量及び所要面積を、上記それぞれのトランジス
タを独立に形成する場合に比し著るしく低減するという
効果を大きく損うことなく回゛路構成の自由度を増すこ
とができる。
第7図は本発明の半導体マトリクス回路の更に他の実施
例を示す図で、ダイオードアレイへの適用例を示す。
第7図(a)にダイオードアレイ部の回路構成図を、第
7図(b)にその真理値表を示す。第7図(a)におい
て610〜623はショットキーダイオード610〜6
23.ショットーキダイオード610〜623と各々直
列に接続されたNMOSトランジスタ630〜643と
は第1図、第3図と同様に一方向導通形スイッチング回
路を構成する。651,652,653はロウ線、66
1〜671は他のロウ線となるアドレス線、671゜6
72.673はコラム線、681,682゜683はセ
ンスアンプである。
かかる構成のダイオードアレイの動作を次に説明する。
Di+ Dz、Dsは入力信号、A t x 〜A s
 sはアドレス信号E1.E2.’E11は出力信号で
、いま仮に入力信号Dr及びアドレス信号A t xが
H”レベルになった場合について考える。このときアド
レス信号A11に接続されたMOS)−ランジスタロ3
0.633がオンし、他のMOSトランジスタはすべて
オフのままである。従って入力信号D1からショットキ
ートランジスタ610 、613゜MOSトランジスタ
630,633を介してコラム線671及び673に電
流が流れ、出力信号Ext Eaが111 #l ニな
り、E2.は“o″のままである。このようにしてロウ
fi651,652゜653及びコラム線671,67
2,673の交点のうち、アドレス信号によりオンされ
たMOSトランジスタが接続された交点にあるショット
キートランジスタのみを通して電流が流れ、かかる交点
に接続されるコラム線を介する出力信号のみが1”にな
る。入力信号Dll Dz、Daとアドレス信号A I
 1〜A s a、及び出力信号E1. Ez。
E8との関係を示す真理値表を第7図(b)に示す。入
力信号Ds、D!、Daの内に、少なくとも1信号が入
力され、かかる入力信号に対応するアドレス信号のうち
少なくとも1信号が入力される必要がある。2信号以上
同時に入力された場合は真理値表のそれらのOR信号が
出力信号になる。
以上の説明で明らかな如く本実施例によればショットキ
ーダイオードとMOS)−ランジスタによる一方向性ス
イッチング回路の作用により、可変論理のダイオードア
レイを実現することができる。
なお同様の機能を持つ回路は本発明の本質を変えること
なく他の入力信号、アドレス信号、出力信号数あるいは
PMO3とショットキーダイオードによるスイッチング
回路でも実現することができる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明した如く本発明によれば、一方向導通性
で、かつ電荷蓄積効果がないスイッチング回路が構成で
きるから、高速に動作する論理回路を実現することがで
きる。
また本発明によれば、上記したスイッチング素子を、従
来の単体MOSトランジスタと大差ない素子サイズで実
現できるから、大規模集積回路に高密度に実装できる効
果がある。またかかる小サイズの、スイッチング素子は
寄生容量が小さいから高速動作が要求される回路に適用
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図から第7図
は本発明の他の実施例を示す図である。 120〜126・・・ショットキー・バリア・ダイオー
ド、130〜136・・・MOS)−ランジスタ。、・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一方導電型の第1の領域、該第1の領域に隣接する
    他方導電型の制御領域、該第2の領域に隣接する第2の
    領域から構成される電界効果トラジスタと、 一方導電型の第3の領域、該第3の領域に隣接する他方
    導電型の第4の領域から構成されるショットキー・バリ
    ア・ダイオードと を有するものに於いて、 上記第1の領域及び上記第2の領域のうちの一方が、上
    記第3の領域及び上記第4の領域のうち一方に接続され
    、 上記第1の領域及び上記第2の領域のうちの他方が、第
    1の主電極に接続され、 上記第3の領域及び上記第4の領域のうちの他方が、第
    2の主電極に接続され、 上記制御領域が制御電極に接続される ことを特徴とする一方向導通形スイッチング回路。 2、複数のロウ線と複数のコラム線との任意の交線に一
    方向導通形スイッチング回路を配置してなる半導体マト
    リクス回路に於いて、 上記一方向導通形スイッチング回路は、 一方導電型の第1の領域、該第1の領域に隣接する他方
    導電型の制御領域、該第2の領域に隣接する第2の領域
    から構成される電界効果トラジスタと、 一方導電型の第3の領域、該第3の領域に隣接する他方
    導電型の第4の領域から構成されるショットキー・バリ
    ア・ダイオードと を有するものであつて、 上記第1の領域及び上記第2の領域のうちの一方が、上
    記第3の領域及び上記第4の領域のうちの一方に接続さ
    れ、 上記第1の領域及び上記第2の領域のうちの他方が、所
    定電源に接続され、 上記第3の領域及び上記第4の領域のうちの他方が、上
    記コラム線(またはロウ線)の一つに接続され、 上記制御領域が上記ロウ線(またはコラム線)の一つに
    接続される ことを特徴とする半導体マトリクス回路。 3、一方導電型電界効果トランジスタ回路、他方導電型
    トランジスタ回路より成る相補型電界効果トランジスタ
    論理回路と同一の論理機能を行うバイポーラ・トランジ
    スタと相補型電界効果トランジスタとの複合論理回路に
    於いて、 a)一方導電型のコレクタが第1の電位に、一方導電型
    のエミッタが出力に接続される第1のバイポーラ・トラ
    ンジスタと、 b)一方導電型のコレクタが上記出力に、一方導電型の
    エミッタが第2の電位に接続される第2のバイポーラ・
    トランジスタとを有し、c)上記第1のバイポーラ・ト
    ランジスタのベース−コレクタ間に、上記相補型電界効
    果トランジスタ論理回路中の他方導電型電界効果トラン
    ジスタ回路と同一回路形式の第1の電界効果トランジス
    タ回路を設け、 d)上記第1のバイポーラ・トランジスタのベースと、
    上記第2のバイポーラ・トランジスタのベースとの間に
    、上記上記相補型電界効果トランジスタ論理回路中の一
    方導電型電界効果トランジスタ回路と同一回路形式の第
    2の電界効果トランジスタ回路を設け、 e)上記第1のバイポーラ・トランジスタのベース−エ
    ミッタ間に、アノードが上記エミッタに、カソードが上
    記ベースに接続されるショットキー・バリア・ダイオー
    ドを設け、 f)上記第2のバイポーラ・トランジスタのベース−エ
    ミッタ間に、該第2のバイポーラ・トランジスタのオフ
    時にベース電荷を放電するベース電荷放電要素を設け、 g)上記第1、2の電界効果トランジスタ回路には、上
    記相補型電効果トランジスタ論理回路中の対応する電界
    効果トランジスタ回路と同一の入力を印加する ことを特徴とする複合論理回路。 4、一方導電型電界効果トランジスタ回路、他方導電型
    トランジスタ回路より成る相補型電界効果トランジスタ
    論理回路と同一の論理機能を行うバイポーラ・トランジ
    スタと相補型電界効果トランジスタとの複合論理回路に
    於いて、 a)一方導電型のコレクタが第1の電位に、一方導電型
    のエミッタが出力に接続される第1のバイポーラ・トラ
    ンジスタと、 b)一方導電型のコレクタが上記出力に、一方導電型の
    エミッタが第2の電位に接続される第2のバイポーラ・
    トランジスタとを有し、c)上記第1のバイポーラ・ト
    ランジスタのベース−コレクタ間に、上記相補型電界効
    果トランジスタ論理回路中の他方導電型電界効果トラン
    ジスタ回路と同一回路形式の第1の電界効果トランジス
    タ回路を設け、 d)上記第2のバイポーラ・トランジスタのベース−コ
    レクタ間に、上記相補型電界効果トランジスタ論理回路
    中の一方導電型電界効果トランジスタ回路と同一回路形
    式の第2の電界効果トランジスタ回路を設け、 e)上記第1、第2のバイポーラ・トランジスタのベー
    スに、ショットキー・バリア・ダイオードを介して上記
    第1、第2のバイポーラ・トランジスタのオフ時にベー
    ス電荷を放電するベース電荷放電要素を設け、 g)上記第1、2の電界効果トランジスタ回路には、上
    記相補型電効果トランジスタ論理回路中の対応する電界
    効果トランジスタ回路と同一の入力を印加する ことを特徴とする複合論理回路。 5、少なくとも一方の主表面を有する半導体基板、上記
    一方の主表面の少なくとも一部に設けられる一方導電型
    の第1の半導体領域と、 上記第1の半導体領域内に設けられた他方導電型のソー
    ス及びドレイン領域とを有し、 上記ソース及びドレイン領域の少なくとも一方は、所望
    の不純物濃度分布を有する高不純物濃度領域と、該高不
    純物濃度領域より低い不純純濃度分布を有する低不純物
    濃度領域とから構成され、上記ソース及びドレイン領域
    の間の上記第1の半導体領域の表面上に設けられたゲー
    ト酸化膜と、上記ゲート酸化膜上に設けられたゲート電
    極と、上記ソース及びドレイン領域の他方に低抵抗接触
    する第1の主電極と、 上記ソース及びドレイン領域の一方の上記低不純物濃度
    領域にショットキー・バリアが形成される様に接触する
    第2の主電極と、 を具備することを特徴とする半導体集積装置。 6、少なくとも一方の主表面を有する半導体基板、上記
    一方の主表面の少なくとも一部に設けられる一方導電型
    の第1の半導体領域と、 上記第1の半導体領域内に設けられた他方導電型のソー
    ス及びドレイン領域とを有し、 上記ソース及びドレイン領域の少なくとも一方は、所望
    の不純物濃度分布を有する高不純物濃度領域と、該高不
    純物濃度領域より低い不純純濃度分布を有する低不純物
    濃度領域とから構成され、上記ソース及びドレイン領域
    の間の上記第1の半導体領域の表面上に設けられたゲー
    ト酸化膜と、上記ゲート酸化膜上に設けられたゲート電
    極と、上記ソース及びドレイン領域の他方に低抵抗接触
    する第1の主電極と、 上記ソース及びドレイン領域の一方の上記低不純物濃度
    域にショットキー・バリアが形成される様に接触する第
    2の主電極と 上記ソース及びドレイン領域の一方の上記高不純物濃度
    領域に低抵抗接触する第3の主電極とを具備することを
    特徴とする半導体集積装置。
JP60189643A 1985-08-30 1985-08-30 一方向導通形スイツチング回路 Expired - Lifetime JPH0760854B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60189643A JPH0760854B2 (ja) 1985-08-30 1985-08-30 一方向導通形スイツチング回路
US06/899,399 US4801983A (en) 1985-08-30 1986-08-22 Schottky diode formed on MOSFET drain
DE8686111893T DE3687025T2 (de) 1985-08-30 1986-08-28 Halbleiterschalter.
EP86111893A EP0213608B1 (en) 1985-08-30 1986-08-28 Semiconductor switching device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60189643A JPH0760854B2 (ja) 1985-08-30 1985-08-30 一方向導通形スイツチング回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6251316A true JPS6251316A (ja) 1987-03-06
JPH0760854B2 JPH0760854B2 (ja) 1995-06-28

Family

ID=16244742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60189643A Expired - Lifetime JPH0760854B2 (ja) 1985-08-30 1985-08-30 一方向導通形スイツチング回路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4801983A (ja)
EP (1) EP0213608B1 (ja)
JP (1) JPH0760854B2 (ja)
DE (1) DE3687025T2 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5418154A (en) * 1987-11-17 1995-05-23 Brown University Research Foundation Method of preparing elongated seamless capsules containing biological material
US5015889A (en) * 1989-02-23 1991-05-14 Reay Robert L Schottky enhanced CMOS output circuit
US5164802A (en) * 1991-03-20 1992-11-17 Harris Corporation Power vdmosfet with schottky on lightly doped drain of lateral driver fet
US5258640A (en) * 1992-09-02 1993-11-02 International Business Machines Corporation Gate controlled Schottky barrier diode
DE69329543T2 (de) * 1992-12-09 2001-05-31 Compaq Computer Corp Herstellung eines Feldeffekttransistors mit integrierter Schottky-Klammerungsdiode
KR950006352B1 (ko) * 1992-12-31 1995-06-14 삼성전자주식회사 정류성 전송 게이트와 그 응용회로
US5821575A (en) * 1996-05-20 1998-10-13 Digital Equipment Corporation Compact self-aligned body contact silicon-on-insulator transistor
WO1998057374A1 (de) * 1997-06-09 1998-12-17 Siemens Aktiengesellschaft Stromrichter sowie seine verwendung
CN100359686C (zh) * 2004-11-30 2008-01-02 万代半导体元件(上海)有限公司 金属氧化物半导体场效应晶体管和肖特基二极管结合的瘦小外形封装
US7608907B2 (en) 2005-01-06 2009-10-27 Micrel, Inc. LDMOS gate controlled schottky diode
US7126314B2 (en) * 2005-02-04 2006-10-24 Micrel, Incorporated Non-synchronous boost converter including switched schottky diode for true disconnect
US7064407B1 (en) 2005-02-04 2006-06-20 Micrel, Inc. JFET controlled schottky barrier diode
US8258752B2 (en) * 2009-05-22 2012-09-04 Richpower Microelectronics Corporation Integrated PMOS transistor and Schottky diode and charging switch circuit employing the integrated device
US7943994B2 (en) * 2009-05-22 2011-05-17 Richtek Technology Corporation, R.O.C. Integrated PMOS transistor and Schottky diode
US9177968B1 (en) 2014-09-19 2015-11-03 Silanna Semiconductor U.S.A., Inc. Schottky clamped radio frequency switch
KR102415409B1 (ko) * 2015-09-09 2022-07-04 에스케이하이닉스 주식회사 이피롬 셀 및 그 제조방법과, 이피롬 셀 어레이
US11417762B2 (en) 2019-06-26 2022-08-16 Skyworks Solutions, Inc. Switch with integrated Schottky barrier contact

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3770606A (en) * 1968-08-27 1973-11-06 Bell Telephone Labor Inc Schottky barrier diodes as impedance elements and method of making same
JPS5142903B1 (ja) * 1970-02-12 1976-11-18
DE2007627B2 (de) * 1970-02-19 1973-03-22 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zum herstellen einer integrierten halbleiterschaltung
US3686644A (en) * 1971-04-29 1972-08-22 Alton O Christensen Gated diode memory
JPS5932066B2 (ja) * 1979-07-19 1984-08-06 富士通株式会社 スタチック型半導体メモリ−セル
GB2070329B (en) * 1980-01-25 1983-10-26 Tokyo Shibaura Electric Co Semiconductor memory device
US4506341A (en) * 1982-06-10 1985-03-19 International Business Machines Corporation Interlaced programmable logic array having shared elements
US4577190A (en) * 1983-04-11 1986-03-18 At&T Bell Laboratories Programmed logic array with auxiliary pull-up means to increase precharging speed

Also Published As

Publication number Publication date
DE3687025T2 (de) 1993-05-19
US4801983A (en) 1989-01-31
JPH0760854B2 (ja) 1995-06-28
EP0213608A3 (en) 1989-08-02
EP0213608A2 (en) 1987-03-11
DE3687025D1 (de) 1992-12-03
EP0213608B1 (en) 1992-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930006841B1 (ko) 반도체 집적회로
US4769561A (en) Bipolar transistor-field effect transistor composite circuit
JPS6251316A (ja) 一方向導通形スイツチング回路
US6100557A (en) Triple well charge pump
US3995172A (en) Enhancement-and depletion-type field effect transistors connected in parallel
JP3167720B2 (ja) BiCMOSデジタルドライバ回路
JPS61182244A (ja) 半導体集積回路装置
JPH10303311A (ja) 負電荷ポンプ
US4446536A (en) Complementary metal oxide semiconductors address drive circuit
US6545892B2 (en) Semiconductor integrated circuit having logic circuit comprising transistors with lower threshold voltage values and improved pattern layout
US4899308A (en) High density ROM in a CMOS gate array
US7629812B2 (en) Switching circuits and methods for programmable logic devices
JP2806335B2 (ja) 論理回路及びこれを用いた半導体集積回路
US4868628A (en) CMOS RAM with merged bipolar transistor
JPH1168534A (ja) 高電圧駆動回路
US4644189A (en) Decoder circuit for a static random access memory
JP3652668B2 (ja) 半導体集積回路
US7710148B2 (en) Programmable switch circuit and method, method of manufacture, and devices and systems including the same
KR100345531B1 (ko) 절연체 상 실리콘 cmos 회로의 기생 바이폴라 트랜지스터 영향 제거 회로 및 영향 제거 방법
JPS60136095A (ja) 半導体メモリ
JP2755890B2 (ja) トランスミッション型論理回路
JPH0477399B2 (ja)
JP2907892B2 (ja) ダイナミック型ram
JPH1093024A (ja) 半導体集積回路装置
US5389836A (en) Branch isolation circuit for cascode voltage switch logic