Brevet FR2229141A1 — publié le 19741206

= La présente invention concerne un composant semi-conducteur et plus particulièrement un composant semi-conducteur protégeant un circuit intégré contre un signal d'entrée accidentel. Dans un circuit intégré classique, on forme une résistance sur la région semi-conductrice, en forme d'îlot. Les éléments du circuit sont débranchés électriquement l'un de l'autre lorsque la tension de la région semi-conductrice est la meme que celle de la source d'alimentation. Cependant, lorsqu'une tension accidentelle est appliquée à la résistance, le dispositif peut claquer et le circuit peut fonc tionner accidentellement. A titre d'exemple, le circuit intégré susceptible d'être utilisé dans un téléviseur comprend un composant semi-conducteur 5 tel que celui de la figure 1. Ce composant se compose d'un substrat semi-conducteur I de type P, d'une région semi-conductrice 2 de type N formée sur le substrat 1 et de deux régions semi-conductrices 3, 4 de type P formées sur la région semi-conductrice 2. Les régions 3 et 4 sont écartées l'une de l'autre. Les jonctions PN sont formées entre les régions semi-conductrices 3, 4 de type P et la région semi conductrice 2 de type N. Les jonctions PN polarisées en inverse sont utilisées comme régions résistantes. Lorsqu'une tension positive accidentelle est appliquée à la région semi-conductrice de type P, 3, par la décharge du ruban Braun, et que la région 3 de type P est pola risée dans le sens passant par rapport à la région semi-conduc trice 2 de type X, il se forme un transistor latéral au niveau des régions semi-conductrices 3, 4 de type P et de la région semi-conductrice 2 de type X C'est pourquoi, on risque le claquage du dispositif ou encore un fonctionnement accidentel du circuit par suite de courant transitoire. De plus, comme on forme un transistor vertical par les régions semi-conductrices 1, 3 de type P et la région semi-conductrice 2 de type X, les risques ci-dessus sont probables. La présente invention a pour but de rm- dier aux inconvénients des solutions connues et se propose de créer un composant semi-conducteur permettant d'éviter efficacement le claquage par un signal d'entrée accidentel, et qui puisse se fabriquer facilement et dont le rendement soit amélioré. L'invention se propose également de créer un composant semi-conducteur sur lequel on puisse forme facilement une diode à barrière de Schottky. A cet effet, la présente invention concerne un composant semi-conducteur caractérisé en ce qu'il comprend une première région semi-conductrice d'un premier type de semiconductivité, au moins une seconde région semi-conductrice d'un second type de semi-conductivité, contigüe à la première région semi-conductrice et polarisée en inverse par rapport à cette première région semi-conductrice, ainsi qu'au moins une diode à porteurs majoritaires branchée entre la première région semi-conductrice et au moins l'une des secondes régions semiconductrices, les courants passant entre la première région semiconductrice et la seconde région semi-conductrice étant shuntés par la diode à porteurs majoritaires, lors de l'application d'une tension accidentelle à la première région semi-conductrice ou à à la seconde région semi-conductrice. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une coupe transversale d'un composant semi-conducteur classique, d'un circuit intégré pour téléviseur, - la figure 2 est une coupe transversale d'un composant semi-conducteur selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue en plan d'un composant semi-conducteur selon la figure 2. On procèdera ci-après à la description d'un mode de réalisation de l'invention, en se reportant aux dessins; le composant selon l'invention est destiné à être appliqué à un circuit intégré de téléviseur. On décrira tout d'abord la structure du composant semi-conducteur de l'invention en se reportant à la figure 2. Le composant 15 se compose d'un substrat semi-conducteur ll de type P, qui constitue le substrat du circuit intégré, d'une région semi-conductrice 12 de type N, formée sur le substrat Il, de deux régions semi-conductrices 13, 14 de type P formées sur la région 12, et écartées l'une de l'autre ainsi que d'une couche d'aluminium 16 qui s'étend sur une partie de la surface de la région semi-conductrice 13 de type P ec une partie de la surface de la région semi-conductrice 12 de type N. La couche métallique 16 joue le rôle d'une diode a barrière de Schottly. Les régions semi-conductrices de type P, 13, 14, sont polarisées en inverse par rapport à la région semi-conductrice 12 de type N pour constituer une région résistante. La région semi-conductrice 17 de type P fait corps avec la région semi-conductrice 13 de type P. Une partie 12a de la région semi-conductrice 12 de type N est entourée par une région rectangulaire 17 à conduction de type P et une extrémité de la région semi-conductrice 13 de type P. La couche métallique 16 est formée de façon à couvrir l'ensemble de la surface rectangulaire de la région semi-conductrice 12 de type N entourée par les régions semi-conductrices 13, 17 de type P. De plus, on a réalisé des électrodes en aluminium 18,20 sur les régions semi-conductrices 13, 14 de type P et sur la région semiconductrice 12 de type N. Dans ce mode de réalisation, les régions semi-conductrices 13, 14 de type P sont polarisées en inverse par rapport à la région semi-conductrice 12 de type N, de sorte que l'on obtient une isolation de jonction entre ces régions. De plus, on a forme une diode à barrière de Schottky entre la région semi-conductrice 13 de type P et la region semiconductrice 12 de type N, à l'aide de la couche métallique 16, en parallèle avec la diode formée par la région semi-conductrice 13 de type P et la région semi-conductrice 12 de type N. En conséquence1 lorsque la région semiconductrice 13 de type P cst polarisée dans le sens passant par rapport a la région semi-conductrice 12 de type N, par l'ar.- plication d'une tension positive accidentelle par exemple lors de la décharge du t ubt cathodîquè du téléviseur, la plus grande partie du courant qui passe de la région semi-conductrice 13 de type P dans la région semi-conductrice 12 de type N peut etre shuntée par la diode a barrière de Schottky formee parallèlement aux régions 13 et 12 Pour cette raison, l'injection de porteurs dans la région semi-conductrice 14 de type P et dans lit région semi-conductrice Il de type P ou coui'aiit parasite est négligeable lors de l'application d'une tension accidente de sorte que l'on peut effectivement éviter la formation d'un transistor latérale et d'un transistor vertical, ainsi que le # quage du composait et un fonctionnement accidentel du circuit intégré par rapport au courant engendré par cette tension accidentelle.De plus, comme, sous la couche métallique 16, on un anneau de garde forme par larégion semi-conductrice 17 de # P, on obtient, et cours de fonctionnement, une tension resistant: fortement à une polarisation inverse. Comme la couche métallique 16 est composée d'aluminium de mème que les électrodes 18, 19, 20, on a un bon contact avec la région semi-conductive 12 de type N et l'on réalise une diode à barrière de Schottky ayant une bonne caractéristique. La description dun mode de réalisation de l'invention montre que des modifications sont possibles sur la base des caractéristiques générales de l'invention. A titre d'exemple, bien que la couche métallique 16 soit formée de façon distincte par rapport à l'électrode 18 dans le mode de réalisation ci dessus on peut prévoir un seul élément. La diode à barrière de Schottky peut étre constituée par n importe quel autre matériau que de l'aluminium. On peut réaliser plus d'une diode en fonction du nombre de régions semi-conductrices de type P. De plus, on peut transformer le type de semi-conductivité des régions semiconductrices. La présente invention peut s'appliquer non seulement a des transistors classiques mais également à des transistors à effet de champ de type MOUS, le composant semiconducteur selon l'invention peut s'utiliser dans un très grand nombre de circuits intégrés. Comme le composant semi-conducteur de l'invention, décrit cidessus, comprend au moins une diode à porteurs majoritaires branchue entre la première région semiconductrice et au moins l'une des secondes régions semiconductrices, pour shunter les courants passant entre la première région semi-conductrice ('t l ta secotide région semi- conductrice dans le cas d'une tension positive accidentelle appli quée à la première règion semi-conductrice ou à la seconde région semi-conductrice, on évite efficacement le claquage du composant ou la fonctionnement accidentel du circuit intégré. De plus, même si une tension élevée, accidentelle, est appliquée à la première région semi-conductrice ou à la seconde région semi-conductrice, par un incident dans le circuit intégré utilisant le composant semi-conducteur selon l'invention, on peut éviter le claquage du composant. De plus, la diode à porteurs majoritaires peut se réaliser facilement et le procédé de fabrication est très simple. Le rendement est également augmenté. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté , partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Composant semi-conducteur caractérisé en ce qu'il comprend une première région semi-conductrice d'un premier type de semi-conductivité, au moins une seconde région semi-conductrice d un second type de semi-conductivité, contigüe à la première région semi-conductrice et polarisée en inverse par rapport à cette première région semi-conductrice ainsi qu'au moins une diode à porteurs majoritaires branchée entre la première région semi-conductrice et au moins l'une des secondes régions semi-conductrices, les courants passant entre la première région semi-conductrice et la seconde région semi-conductrice étant shuntés par la diode à porteurs majoritaires, lors de l'application d'une tension accidentelle à la première région semi-conductrice ou à la seconde région semiconductrice. 20) Composant semi-conducteur selon la revendication 17 caractérisé en ce que la diode à porteurs majoritaires est une diode à barrière Schottky formée sur le prolongement des surfaces de la première région semi-conductrice. 30) Composant semi-conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche métallique est formée sur le prolongement d'une partie de la surface de la première région semi-conductrice et une partie de la surface de la seconde région semi-conductrice, pour jouer le rôle d'une diode à barrière de Shottky avec la première région semiconductrice ainsi que la seconde région semi-conductrice. 40) Composant semi-conducteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche métallique est de l'aluminium.