FR 2034595 A1 19701211 FR 7007396 A 19700302 70 07396 1 2034595 L'invention concerne un transistor à effet de champ comportant une électrode-porte isolée munie d'un substrat semiconducteur d'un type de conduction comportant deux zones superficielles séparées et adjacentes de l'autre type de conduction, contiguës à une surface du substrat, 5 zones superficielles qui sont appelées par la suite les zones d'électrode du transistor à effet de champ, alors que sur ladite surface est appliquée une couche isolante sur laquelle est appliquée une électrode-porte située entre les zones d* électrode et connectée à une diode protectrice comportant au moins une jonction rai. 10 La diode protectrice est appliquée afin de protéger la couche isolante disposée au-dessous de l'électrode-porte contre le risque de claquage se produisant dans le cas de grandes différences de potentiel aux extrémités de la couche isolante, différences de potentiel qui sont indésirables mais qui s'avèrent inévitables en pratique. Un claquage de 15 la couche isolante rend le transistor à effet de champ inutilisable. En- pratique, il arrive assez souvent que dans un circuit dans lequel est inséré un transistor à effet de champ se produit soudainement au moins une impulsion de tension qui est appliquée à l'électrode-porte et qui risque de provoquer le claquage de la couche isolante disposée au-20 dessous de l'électrode-porte en cas d'absence de la diode protectrice, qui présente une plus basse tension de claquage que la couche isolante. D'une façon générale, la tension de claquage de -la couche isolante est d'environ 100 volts et celle de la diode protectrice d'environ 40 à 70 volts. Dans le cas de claquage de la diode protectrice, 25 le courant peut traverser la diode, par exemple par l'intermédiaire du substrat» Des transistors à effet de champ munis d'une diode protectrice présentant une basse tension de claquage d'environ 40 volts ont été décrits dans "Proceedings of the I.E.E.E.", juillet IJèQ, pages 30 1223 et 1224. Toutefois, on a constaté que, malgré la présence d'une diode protectrice, mène si celle-ci présente une basse tension de claquage d'environ 40 volts, le transistor à effet de champ peut être gravement endommagé par suite d'impulsions de tension élevées indésirables. Cela 35 est entre autres dû à 1'inertie, de la diode, ce qui freut dire que dans le cas d'une impulsion de tension élevée, le condensateur constitué par l'électrode-porte, la couche isolante et le nubstrat sont chargés plus rapidement que la diode, ce qui peut se traMuire par le claquage de la couche isolante avant que la diode n'ait atteint sa tension de claquage. 40 C'est pour cette raison qu'on a déjà proposé de munir l'élec 70 07396 2 2034595 trode-porte d'une résistance additionnelle (voir la demande de brevet néerlandais Ho. 6»302, Une telle résistance ralentit la charge de l'électrode-porte, de sorte que la diode protectrice peut claquer avant que la tension se produisant entre l'électrode-porte et le substrat 5 n'ait atteint une valeur h laquelle se produit le claquage de la couche isolante. Toutefois, une telle résistance influe non seulement sur des impulsions de tension élevées indésirables mais également sur les signaux normaux à, appliquer à l'électrode-porte. Cette résistance pro-10 voque un amortissement et exerce notamment une influence désavantageuse dans le cas d'utilisation de signaux présentant une fréquence élevée» L'invention vise entre autres à éviter, au moins en majeure partie, lesdits inconvénients. L'invention est basée sur l'idée que la protection du tran-15 sistor à effet de champ ne doit pas influer sur les signaux normaux à appliquer à. 1'électrode_porte mais uniquement sur des impulsions de tension élevées indésirables qui risquent de rendre le transistor inutilisable. Des essais effectués au cours de l'élaboration de l'invention 20 avec des transistors à effet de champ munis des diodes protectrices usuelles présentant des tensions de claquage comprises entre environ 40 à 7Ô volts ont démontré que dans le cas d'une impulsion de tension élevée indésirable, il peut se produire dans l'électrode-porte et dans les conducteurs situés sur la couche isolante, tels que la connexion 25 entre 1 'électrode—porte et la diode protectrice, des courants de charge. suffisamment importants pour les détruire par chauffage, rendant le transistor h «ffet de champ inutilisable* L'invention vise à réduire le risque de formation de tels courants de charge destructifs. 30 L'invention est également basée sur l'idée que lesdits in convénients peuvent être réduits, par l'utilisation d'une diode protectrice présentant une tension de claquage notablement plus basse que celle des diodes protectrices usuelles et qu'une tension de claquage notablement plus basse de la diode protectrice n'est pas désavantageuse 35 pour un grand nonbre d'applications d'un transistor à effet de champ, du fpit qu'en régime normal d'un transistor à effet de champ, la tension se produisant entre 1'électrode—porte- et le substrat reste notablement inférieure à celle à laquelle se produit le claquage" de la diode protectrice usuelle. 40 Conformément à l'invention, un transistor à effet de champ du ~ ^MQ!?4AL 70 07396 3 2034595 genre mentionné dans le préambule est caractérisé en ce nue la tension de clacruage ou les tensions de claquage de la jonction ou des jonctions pnest,/sont d'au maximum 15 volts. Par suite de la basse tension de claquage de la diode protec-5 trice, cette dernière peut rapidement atteindre sa tension de claquage pendant la charge et peut provoquer le claquage de la diode, avant nue la tension se produisant entre 1'électrode-porte et le substrat n'atteigne le tension de claquage de la couche isolante, alors oue le risaue de formation de grands courants de charge destructifs est réduit et ou'upe 10 résistance en série avec 1'électrode-porte est devenue superflue. Une forme de réalisation avantageuse importante conforme à l'invention est caractérisée en ce nue la diode protectrice est située dans le s"bstrat et comporte une première zone de diode de l'autre type de conduction, nui est séparée de la zone constituant électrode, et oui est 15 contiguë à ladite surface du substrat et présente un dopage plus élevé nue ce dernier, ainsi nu'une deuxième zone de diode du type de conduction du substrat, contiguë à cette première zone de diode et présentant également un dopage plus élevé rue celui du substrat, la jonction pn comprise entre ces zones de diode présentant une tpnsion de cl^ouage d'au 20 maximum 15 volts. La deuxième zone de diode peut être constituée par une zone superficielle apoliouée dans la première zone de diode nui, dans le substrat, est entièrement entourée de la première zone' de diode. Le fonctionnement de la diode protectrice peut cependant alors être affecté 25 par des canaux superficiels conducteurs de l'autre type de conduction se trouvant dans le substrat connectant la première zone de diode à une zone constituant électrode. C'est pour cette raison nu'une forme de réalisation avantageuse du transistor confirme à l'invention est caractérisée en ce qu'au moins une partie de la deuxième zone de diode est 30 située à côté de la première zone de diode et est contiguë" à ladite surface. La seconde zone de diode peut servir d'interrupteur de canaux, ce à nuoi, à ladite surface, la deuxième zone de diode entoure, de préférence entièrement, la première zone de diode. 35 Les zones de diode peuvent être apoli"uées par diffusion d'impuretés dans le substrat, ce nui permet au technicien de déterminer de façon usuelle la concentration d'impuretés nécessaire dans ces zones, afin d'obtenir une tension de clanuage inférieure à 15 volts pour la jonction pn entre ces zones. 70 07396 4 2034595 Le courant se produisant dans le cas de claquage et/ou pendant la charge de la diode peut être amené^ou évacué par l'intermédiaire du substrat, ce pour quoi la deuxième zone de diode est par exemple connectée au substrat. Si les zones de diode sont 5 constituées par des zones superficielles adjacentes, la deuxième zone de diode, qui est du même type de conduction que le substrat, peut déjà être connectée au substrat <> L'invention est en outre basée sur l'idée que pour atteindre un fonctionnement convenable de la diode protectrice, il importe que la 10 résistance dans le transistor à effet de champ pour des courants traversant la diode soit petite. C'est que si cette résistance diminue, la diode est accélérée et cela implique que le risque de claquage de la couche isolante est réduit davantage. De plus, le risque de formation de grands courants de charge diminue. Du fait que, d'une façon générale, 15 le substrat d'un transistor à effet de champ présente une valeur ohmique élevée, il faut de préférence éviter que des courants traversant les diodes aient à traverser une partie du substrat et il vaut mieux faire passer ces courants par l'intermédiaire d'une zone d'électrode et d'une connexion électrique présentant une basse résistance entre la zone d'é-20 leetrode et la diode. C'est pour cela qu'une forme de réalisation importante d'un transistor à effet de champ conforme à l'invention est caractérisée en ce qu'entre la deuxième zone de diode et l'une des zones d'électrode est disposée une connexion électrique n'appartenant pas au substrat. 25- De préférence, la deuxième zone de diode est contiguë* à la zone constituant électrode reliée à ladite zone de diode et la jonction pn entre lesdites zones situées à la surface du substrat est court-circuitée par un conducteur appliqué sur ladite surface. Cela permet d'obtenir une structure simple et compacte. 30 A ladite surface, la zone d'électrode reliée à la deuxième zone de diode peut entièrement entourer la deuxième zone de diode. La première zone d'électrode peut être reliée à l'électrode» porte. La diode comporte alors une jonction pn et le transistor à effet de champ ne peut fonctionner qu'avec des différences de potentiel se 35 produisant entre l'électrode-porte et le substrat ou l'électrode constituant électrode reliée à la diode, la diode protectrice étant polarisée dans le sens du blocage. Toutefois, il est assez souvent nécessaire que le transistor à effet de champ puisse fonctionner avec des potentiels négatifs aussi bien qu'avec des potentiels positifs de l'é-40 lectrode-porte par rapport au substrat ou par rapport à la zone consti- 70 07396 5 2034595 • tuant électrode reliée à la diode. C'est pour ces raisons qu'une autre forme de réalisation importante du transistor conforme à l'invention est caractérisée en ce que la diode protectrice contient une troisième zone de diode qui est constituée par une zone superficielle entière-5 ment entourée par la première zone de diode dans le substrat semiconducteur et qui présente un dopage plus élevé que le substrat, alors que la jonction pn entre les troisième et première zones constituant électrode présente une tension de claquage d'au maximum 15 volts, l'électrode-porte étant connectée à la troisième zone de diode. 10 La diode contient deux jonctions pn -et à chaque différence de potentiel aléatoire se produisant aux extrémités de la diode, l'une des jonctions pn est polarisée dans le sens du blocage. La première zone de diode et les zones constituant électrode s'étendent de préférence à partir de la surface du substrat 15 sur la même distance dans le substrat et sur cette distance, ces zones présentent le même profil de dopage. Lors de la réalisation du transistor à effet de champ, ces zones peuvent être appliquées simultanément en une seule opération. C'est pour les mêmes raisons .que les deuxième et troisième 20 zones de diode s'étendent aussi de préférence à partir de la surfs- que /. ce du substrat sur la même distance dans ce dernier ët /sur cette distance, ces zones présentent le même profil de dopage. Une tension de claquage très avantageuse de la jonction pn (des jonctions pn) de la diode protectrice est comprise entre 5 et 10 25 volts. D'une façon générale, l'électrode-porte est reliée à une cou-' che métallique qui est située sur la couche isolante et avec laquelle peut être connecté uh conducteur de connexion. Cette couche métallique doit également être connectée à. la diode, du fait que l'électrode-porte 30 est connectée à la diode. Cette couche métallique peut être connectée à la diode par un conducteur situé sur la couche isolante. Un tel conducteur augmente cependant la résistance aux courants traversant la diode et ralentit de ce fait la charge de cette dernière et de plus, il augmente le risque de formation de grands courants destructifs dans l'é-35 lectrode-porte et dans les conducteurs reliés à ladite électrode-porte. C'est pour cette raison qu'une forme de réalisation importante d'un transistor à effet de champ conforme à l'invention est caractérisée en ce que l'électrode-porte est connectée à une couche métallioue qui est essentiellement située sur la couche isolante et à laquelle peut être 40 connecté un conducteur de connexion, couche métallique ®ai est au moins 70 07396 6 2034595 partiellement située au-dessus de l'électrode protectrice et qui est connectée directement à une zone de diode par l'intermédiaire d'une ouverture ménagée dans la couche isolante. L'invention, notamment l'application d'une diode protectrice 5 munie de deux jonctions pn, est surtout importante pour un transistor à. effet de champ sur la couche isolante duquel est appliquée, outre la susdite électrode-porte, appelée par la suite première électrode-çorte, au moins une autre électrode-porte entre les zones constituant électrode. D'une façon générale, l'autre électrode_porte est utilisée pour 10 régler le fonctionnement du transistor à effet de champ, réglage lors duquel les potentiels des électrodes-porte peuvent devenir positifs au lieu de négatifs par rapport au substrat ou inversement De préférence, la couche isolante disposée au-dessous de l'autre électrode-porte est également protégée contre le risque de 15 claquage, ce pourquoi dans line forme de réalisation, l'autre électrode-porte est connectée à une autre diode protectrice munie d'au moins une jonction pn, alors que la tension de claquage (les tensions de claquage) de la jonction pn (des jonctions pn) est (sont) d'au maximum 15 volts. Une forme de réalisation particulièrement avantageuse d'un 20 transistor à effet de champ conforme à l'invention muni d'une autre diode protectrice est caractérisée en ce que, vuedans une direction pratiquement perpendiculaire à la couche isolante, l'autre électrode protectrice entoure l'une de deux zones constituant électrode, ces zones constituant électrode étant entièrement situées à côté de l'autre diode 25 protectrice de façon à l'entourer entièrement. Vuedans une direction pratiquement perpendiculaire à la couche isolante, la première électrode-porte entoure de préférence entièrement l'autre électrode.porte, alors que la deuxième des deux zones constituant électrode entoure entièrement la première électrode—porte et 30 entre la première électrode—porte et la diode protectrice Mteeiée est située au moins une partie de l'autre zone constituant électrode. De plus, l'invention concerne un circuit comportant un transistor à effet de champ conforme à l'invention, caractérisé en ce que l'une des zones constituant électrode est connectée à une diode protec-35 trice et un circuit d'entrée est monté entre cette zone constituant électrode et 1'électrode—porte connectée à ladite diode protectrice et un circuit de sortie entre les deux zones constituant électrode. C'est qu'une diode protectrice est de préférence montée en parallèle aux "bornes de l'entrée d'un transistor à effet de champ. 40 La description ci-après, en se référant au dessin annexé, 70 07396 7 2034595 fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La fig. 1 montre une vue en plan d'un exemple de réalisation d'un transistor à effet de champ conforme à l'invention. La fig. 2 est une coupe suivant le plan II-II de la fig. 1. 5 La fig. 3 est une coupé suivant le plan III-III de la fig.1. La fig. 4 montre un circuit comportant un transistor à effet de champ représenté sur les figures 1 à 3* La fig. 5 montre une vue en plan d'une partie d'un exemple de réalisation qui diffère légèrement de celle représentée sur la fig. 1. 10 La fig. 6 est une coupe suivant le plan YI-Y1 de la fig. 5» La fig. 7 montre une diode constituée par deux diodes et pouvant remplacer la diode D représentée sur la fig. 4^ La fig. 8 montre une vue en plan d'un transistor à effet de champ conforme à l'invention, muni de deux électrodes-porte, ce tran-15 sistor étant appelé par la suite "tétrode". La fig. 9 est une coupe suivant le plan IX-IX de la fig. 8. La fig. 10 montre un circuit contenant le transistor à effet de champ représenté sur les figures 8 et 9« Sur les figures, les pièces correspondantes portent les mêmes 20 chiffres de référence. Les figures 1 à 5 montrent un transistor à-effet de champ comportant une électrode—porte isolée, muni d'un substrat semiconducteur (2) d'uRr^yjfe' de conduction comportant deux zones superficielles adjacentes (3) et (4)» de l'autre type de conduction, qui sont contiguës 25 à une surface (10) de substrat et qui sont appelées par la suite les zones constituant électrode du transistor à effet de champ. Sur la surface (10) est appliquée une couche isolante (11) sur laquelle est appliquée une électrode-porte (8) située entre les zones constituant électrode et qui est connectée à une diode protectrice (6), (7) présentant 30 une jonction pn (12). Conformément à l'invention, la tension de claquage de la jonction pn (12) est d'au maximum 15 volts. La partie de la jonction pn (12) comprise entre la première zone de diode (7) et le substrat (2) présente une tension de 35 claquage notablement supérieure, du fait que le substrat (2) présente un dopage plus bas que les zones de diode (6) et (7) et par conséquent une résistivité plus élevée que celles-ci. Si la zone (7) est appliquée simultanément avec les zones cofastituant électrode (3) et (4) d'une façon usuelle par diffusion d'une impureté et que le sub-40 strat présente une résistivité usuelle d'environ 10 ohms.cm et par 70 07396 2034595 exemple un type de conduction p, la tension de claquage plus élevée est comprise entre environ 40 à 70 volts. Pour assurer un fonctionnement convenable au transistor à effet de champ il faut que le substrat présente une valeur ohmique éle-5 vée. Par suite de l'application de la zone de ' diode (6), qui présente le même type de conduction que le substrat (2), la résistivité du substrat est localement abaissée et, par conséquent, également la tension de claquage de la jonction pn (12). Le technicien peut déterminer, de façon simple par voie empirique, le dopage des zones (6) et 10 (7) nécessaires pour obtenir une tension de claquage d'au maximum 15 volts. La diode protectrice est insérée, entre l'électrode-porte (8) et le substrat (2) et protège la couche isolante (11) se trouvant au-dessous de l'électrode-porte (8) contre le risque de claquage se pro-15 duisant dans le cas d'impulsions de tension élevées. Dans les transistors à effet de champ usuels, la couche isolante (11) s'étendant au-dessous de 1'électrode—porte (8) présente une tension de claquage d'environ 100 volts, ce qui n'empêche pas que les diodes protectrices usuelles présentant des tensions de claquage comprises entre 40 à 70 volts 20 se sont avérées insuffisantes, comme il a déjà été mentionné ci-dessus. L'utilisation conforme à l'invention d'une diode présentant une très basse tension de claquage d'au maximum 15 volts présente cependant une très bonne protection de la couche isolante. Du fait que dans un grand nombre d'applications d'un transistor à effet de chajgp, les tensions 25 de fonctionnement normales se produisant entre l'électrode-porte (8) et le substrat (2) restent inférieures à 15 volts, assez souvent même inférieures à 52 volts, une tension de claquage basse de la diode ne suscite aucun inconvénient dans le cas d'un fonctionnement normal du transistor à effet de champ. La tension de claquage est de préférence 30 comprise entre 5 et 10 volts. La deuxième zone de diode (6) est située à côté de la première zone de diode (7) et est contiguë à la surface (10)o De ce fait, la deuxième zone de diode peut en' outre servir d'interrupteur de canaux» A la surface (10) du substrat (2) peuvent se produire des canaux super-35 fïciels de l'autre type de conduction, qui peuvent connecter la zone d& diode (7) à la zone constituant électrode (3) en cas d'ab sence de la zone (6), oui est du même type de conduction que le sub- ce strat, mais dont le dopage est plus grand que celui de/dernier et qui constitue de ce fait un interrupteur de Cr,naux„ Dans le présent exemple 40 de réalisation, la première zone de diode (7) est entièrement entourée 70 07396 9 2034595 à la surface (10) par la deuxième zone de diode (6). L1électrode-porte (8) est connectée par le conducteur métallique (13) se trouvant sur la couche isolante à une couche métallique (14),auquel peut être connecté un conducteur de connexion et qui est 5 connecté par l'intermédiaire de l'ouverture (15) ménagée dans la couche isolante (11) à la première zone jje diode (7) La deuxième zone de diode (6) est connectée à l'électrode (3) par l'intermédiaire d'une connexion électrique qui n'appartient pas au substrat (2). La deuxième zone de diode (6) est contiguë à, une zone 10 d'électrode (3) et la jonction pn (17) comprise entre ces zones est court-circuitée à la surface (10) du substrat (2) par un conducteur (16) appliqué sur ladite surface. Le conducteur (16), qui constitue en outre le contact de connexion de la zone électrode (3), est en majeure partie appliqué dans l'ouverture (10) ménagée dans la couche isolante (11) et 15 muni d'une coiiche métallique (19)» qui est située sur la couche isolante (11) et à laquelle peut être connecté un conducteur de connexion. La deuxième zone constituant électrode (4) est connectée par l'intermédiaire d'une ouverture (20) ménagée dans la couche isolante à une couche métallique (21) à laquelle peut être connecté^ une connexion. 20 Des courants traversant la diode (6), (7) parcourent un tra jet présentant une basse résistance et ne comportant pas des parties du substrat de valeur ohmique élevée (2). Ce trajet est constitué, outre par les zones de diode de valeur ohmique basse (6) et (7)> par la couche métallique (14)» le conducteur (16) présentant la zone constituant 25 électrode (3) et la couche métallique (19)« La basse résistance augmente la vitesse de charge de la diode et réduit le risque de formation de grands courants de charge destructifs dans le conducteur métallique (13) et l'électrode-porte (8). L'électrode-porte (8) et le substrat (2), constituent un con- 30 densateur avec la couche isolante (11) faisant office de diélectrique. Ce condensateur est monté en parallèle avec la diode qui, lors de la charge, se comporte également comme un condensateur. En réduisant la résistance du trajet que parcourent les courants traversant la diode, celle-ci est non seulement chargée plus rapidement, mais la plupart des 35 courants assurant la charge desdits deux condensateurs, circulent alors par l'intermédiaire de la diode, ce qui réduit le risque de formation importants . ^ de courants/ dans le conducteur (13) et 1'electrode—porte (8)„ Du fait que la couche métallique (14) n'est pas connectée par l'intermédiaire d'un conducteur à la diode (6), (7) mais est située 40 au_àessus de la diode et connectée directement par l'intermédiaire de 70 .07.396 10 2034595 l'ouverture (15) à. la zone de diode (7)» la résistance du tra jet dans lequel est insérée la diode est réduite au minimum et de plus, on évite le risque qu'un tel conducteur soit détruit par des courants trojj importants. 5 La deuxième zone de diode peut être séparée de la zone électrode (3) et située à quelque distance de cette dernière. C'est ainsi que ces zones peuvent être.interconnectées à lraide d'un conducteur métallique. La résistance électrique se produisant entre ces zones est de ce fait cependant légèrement augmentée» 10 La fig. 4 montre un circuit comportant le transistor à effet de champ désigné par F, muni de la diode désignée par D0 Les homes de connexion, qui correspondent aux couches métalliques (14)» (19) et (21), dans les figures précédentes portent les mêmes chiffres de référence que ces couches métalliques. La borne (1?) est reliée à la masse par 15 l'intermédiaire d'une résistance R et d'un condensateur C. Le circuit d'entrée El est connecté à la borne (14) e"t à. la masse ou inséré entre l'électrode-porte (8) et la zone constituant électrode (3)» qui sont connectées à la diode D, du fait que la borne (14) est connectée à l'électrode-porte (8) et la borne (19) à la zone constituant électrode 20 (3). Le circuit de sortie EO est connecté à la borne (21) et à la masse ou inséré entre les deux zones constituant électrode (3) et (4)» la borne (21) étant connectée à la zone électrode (4)» Des courants de charge et de claquage en forme d'impulsions peuvent circuler par l'intermédiaire de trajets présentant une basse résistance entre la diode 25 (2) et la masse et entre la diode et la borne (14)» La zone constituant électrode (3) appartient donc à une électrode dite d'alimentation (source) et la zone constituant électrode (4) à. l'électrode dite d'évacuation (drain) du transistor à effet de champ. Le transistor à effet de champ ne peut fonctionner qu'avec 30 des différences de potentiel entre 1'électrode—porte (8) et la zone constituant électrode (3)> auxquelles la diode (6), (7) est polarisée dans le sens" de claquage. Dans plusieurs applications, on désire faire fonctionner le transistor à effet de champ avec des différences de potentiel auxquelles la diode (6), (7) est polarisée dans le sens direct. 35 Pour ces applications, il faut une deuxième diode montée en série avec la diode (6), (7), de façon que la deuxième diode soit polarisée dans le sens de blocage si la diode (6), (7) est polarisée dans le sens directo C'est pour cela que, dans une forme de réalisation d'un tran-40 sistor à effet de champ conforme à l'invention, la diode px'otectrice 70 07396 n 2034595 comporte deux jonctions pn. Ktant donné que seule la partie de l'exemple de réalisation munie de la diode diffère de celle de l'exemple de réalisation précédent, la fig. 5 ne montre qu'une vue en plan de cette partie, alors que la fig. 6 en montre une coupe. La diode protectrice 5 (22), (6), (7) comporte une troisième zone de diode (22) d'un type de conduction qui est constituée par une zone superficielle, qui présente un dopage plus élevé que le substrat (2) et qui, dans le substrat semiconducteur (2), est entourée de la première zone de diode (7), la jonction pn (23) comprise entre les troisième et première 10 zones de diode (22), respectivement (j) présentant une ten sion de claquage d*3i maximum 15 volts, alors que l'électrode-porte (8) est connectée à la troisième zone de diode (22) par l'inter médiaire du conducteur (13) et de la couché métallique (14)» la diode (22), (6), (7) est constituée par deux diodes (22), (7) et (6), (7), 15 qui sont disposées "dos à dos". Dans le cas d'utilisation de ce transistor à effet de champ dans le circuit râprésenté sur la fig. 4, la diode D doit être remplacée par la diode représentée sur la fig. 7» Les figures 5 et 6 montrent en outre que la zone constituant 20 électrode (3), qui est connectée k la deuxième zone de diode (6), peut entièrement entourer la deuxième électrode (6) à la surface (10). La jonction pn (17) comprise entre les zones (3) et (5) entoure toute la zone (6) et est pratiquement court-circuitée, sur toute sa longueur, par la couche métallique (16), qui est située dans 1'ouver-25 ture (18). Une telle configuration réduit la résistance électrique comprise entre les zones (3) et (6). Les transistors à effet de champ décrits ci-dessus peuvent entièrement être réalisés de façon usuelle à partir de matériaux connus. C'est ainsi que le substrat (2) peut être constitué par un 30 corps en silicium monocristallin du type p à résistivité de 10 ohms.cm. Les zones (3)» (4) et (7) s'obtiennent par diffusion de phosphose et présentent une conduction de type n, une épaisseur d'environ 2,5/U et 18 ' une concentration superficielle d'environ 10 atomes de phosphore par cm3. La zone (6) ou les zones (6) et (22) s'obtiennent par diffusion 35 de bore et présentent une conduction de p+, une épaisseur d'environ 20 1^u et une concentration superficielle d'environ 10 atomes de bore par cm3. Les autres dimensions des zones peuvent être choisies de façon usuelle en fonction des propriétés désirées du transistor à effet de champ à réaliser. Les jonctions pn (12) et (23) présentent 40 des tensions de claquage d'environ 8 volts. 70 07396 12 2034595 De préférence, la première zone de diode (7) et les zones constituant électrode (j) et (4) sont appliquées simultanément, afin de faciliter la réalisation. La première zone de diode (7).et les zones électrodes (3) et (4) s'étendent alors k partir de la surface (10) du 5 substrat (2) sur la même distance dans le substrat (2), et présentent le même profil de dopage sur toute cette distance» Il en est de même pour les deuxième et troisième zones de diode (6) et (22)» La couche isolante (11) peut être constituée par de l'oxyde 10 de silicium ou de nitrure de silicium et lesdits conducteurs par des couches et des conducteurs en aluminium» Dans les exemples de réalisation décrits ci-dessus, la deuxième zone dé diode (é) est plus mince que la première zone de diode (7)« La zone de diode (6) peut cependant être 15 aussi épaisse ou même plus épaisse que la zone constituant diode (7)« De plus, la zone . de' iiode (6) dans le substrat (2) peut en tourer entièrement la zone dé diode (7), en d'autres termes, la zone (7) peut être appliquée entièrement dans la zone (6)» L'invention concerne également des transistors à effet de 20 champ comportant plusieurs électrodes-çorte appliquées sur la couche isolante et entre les zones électrode, par exemple sur la tétrode (deux électrodes—porte). Dans une tétrode, l'une des deux électrodes-porte, électrode qui est appelée par la suite "l'autre électrode porte", est utilisée pour le réglage du transistor à effet de champ et il apparaît 25 sur les électrodes-porte des différences de potentiel, tant positives que négatives par rapport au substrat. L'autre électrode—porte, qui est appelée par la suite "la première électrode-porte", à laquelle sont appliqués en régime les signaux d'entrée et à laquelle peuvent être appliquées en régime de grandes impulsions de tension indésirables, mais 30 inévitables, est'de préférence connectée à une diode protectrice présentant deux jonctions pn, telles que la diode (22), (7), (6), représentées sur les figures 5 et 6» Le risque qu'en régime de grandes impulsions de tension inattendues scient appliquées à l'autre électrode—porte est négligeable. 35 Toutefois, il est possible que l'autre électrode-porte soit èhargée statiquement, ce qui a pour effet le.risque de claquage de la couche isolante au-dessous de cette électrode-porte. C'est pour cela que de préférence, l'autre électrode-porte est connectée à une diode protectrice. Cette diode présente de préférence deux jonctions pn, dont la 40 tension de claquage est d'au maximum 15 volts. 70 07396 13 2034595 Les figures 8 et 9 montrent un exemple de réalisation d'unè tétrode conforme à l'invention, l'autre électrode-porte (9) étant connectée à une diode protectrice (30)» (31)» (32) présentant deux jonctions pn (33) et (34)« 5 La différence entre cet exemple de réalisation avec l'exemple précédent réside dans la présence d'une autre zone(6) de l'autre type de conduction entre les zones constituant électrode (3) et (4)» zone (6) qui est appliquée simultanément avec les zones constituant électrode (3) et (4)- L'autre électrode—porte (9) est appliquée sur la 10 couche isolante (11) située entre les zones (5) et (4) et la première électrode—porte (8), qui correspond à l'électrode-porte (8) de l'exemple de réalisation précédent, est appliquée sur la couche isolante (11) entre les zones (5) et (3). La zone constituant électrode (4) présente une ouverture (40), afin de pouvoir appliquer la diode protectrice (30), 15 (31) et (32). Cette diode présente une structure analogue à celle de la diode (22), (7)» (6) et peut être appliquée simultanément - et de la même façon - avec cette diode. Tue dans une direction pratiquement perpendiculaire à la couche isolante (11), par conséquent dans la vue en plan représentée sur la fig. 8, l'autre électrode-porte (9) entoure 20 entièrement la zone constituant électrode (4)» qui est entièrement située à côté de l'autre diode protectrice (30), (-31)» (32) et qui l'entoure entièrement. La zone électrode (4) est séparée des zones de diode (30), (31), (32). La zone de diode (32) n'est pas connectée à la zone d'élec-25 trode (3) comme dans la zone de diode (6) correspondante. La diode (30), (31)> (32) est insérée entre 1'électrode—porte (9) et le substrat (2) et les courants circulant à travers la diode doivent traverser une partie du substrat. Une connexion directe avec la zone électrode (3) est moins utile pour la zone da diode (32) que pour la 30 zone constituant diode (6), du fait que la diode (30), (31)» (32) ne protège que contre le risque de claquage provoqué des charges statiques qui se produisent, claquage lors duquel il ne se produit pas de courants importants. L'autre électrode-porte (9) est connectée à une couche métal-35 lique (35)» qui est située au-dessus de la diode (30), (31), (32) et qui est connectée par l'intermédiaire de l'ouverture (36) ménagée dans la couche isolante (11) à la zone de diode (30). A cette couche métallique (35) peut être connecté un conducteur de connexion. VuSdans une direction perpendiculaire à la couche isolante, 40 par conséquent dans la vue en plan représentée sur la fig. 8, la pre 70 07396 14 2034595 mière électrode porte (8) entoure entièrement l'autre électrode-porte (9), alors que la zone électrode (3) entoure entièrement la première électrode-porte (8). Entre la première électrode—porte (8) et la diode protectrice (21), (7)» (6), qui est connectée à la première électrode-5 porte (8), est située la zone électrode (3)« Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 8 et 9 la zone constituant électrode (3) peut entièrement entourer la diode (33)» (7) > (6)> de la façon représentée sur les figures 5--et 6, , La fig» 10 montre un circuit du genre représenté sur la fig«> 10 4, muni d'un transistor à effet de champ représenté sur les figures 8 et 9. La diode (30), (1)» (32) est désignée par D^ et la "borne de connexion (35) correspond a la couche métallique (35) qui est connectée à. l'autre électrode-porte (39)» H est possible d'appliquer des potentiels à la borne de connexion (35)» afin de régler le transistor h effet de 15 champ. Dans ce circuit, la zone (3) constitue la zone d'alimentation (source) et la zone (4) la zone d'évacuation (drain). Pour un grand nombre d'applications du transistor à effet de champ représenté sur les figures 8 et 9» il suffit d'utiliser des diodes protectrices ne comportant qu'une jonction pn. C'est ainsi que les zones 20 (22) et (30) peuvent être omises, l'électrode-porte (8) étant connectée par l'intermédiaire de la couche métallique (4) à la zone (7) et l'élec-trode-porte (9) par l'intermédiaire de la couche métallique (35) à la zone (31)o Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux exemples 25 de réalisation décrits ci-dessus et que le technicien pourra en réaliser de nombreuses variantes sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que les zones constituant électrode peuvent entièrement ou partiellement être constituées par des zones en forme de peignes conjuguées de façon que l'électrode-porte ou les électrodes-porte présentent des par-30 ties en forme de méandre. La couche métallique (19) connectée à zone constituant électrode (3) peut être appliquée plus près de la diode protectrice (6), (7) ou (22), (6), (7) que le montrent les figures 1 et 8, afin de raccourcir le trajet , par l'intermédiaire de cette diode, entre les couches métalliques (4) et (19) et, par conséquent, afin de 35 réduire la résistance électrique de ce trajet. Au besoin, la zone de diode (32) (voir les figures 8 et 9) peut être connectée à la zone électrode (4) en munissant la zone diode (32) d'une partie saillante sous forme d'une étroite zone superficielle en forme de bande, qui s'étend jusqu'à la zone électrode (3) qui, de ce fait, est court-cir-40 cuitée. Cette partie en forme de bande de la zone de diode 70 07396 15 2034595 (32) croise alors la zone constituant électrode (4) et la zone (5) et, -du fait que cette partie présente, tout comme la zone (32), le même type de conduction que le substrat (2) mais un dopage plus élevé, la tension de claquage 38 produisant entre le substrat (2) et les zones (4) et (5) 5 est abaissée, ce qui peut être admissible si le transistor à, effet de champ fonctionne sous des tensions basses. De plus, la diode (30), (31) et (32) peut être disposée entre les zones (5) et (4)> ce à quoi la distance comprise entre ces zones peut être agrandie localement. Dans cette diode, la partie du transistor à effet de champ fonctionne moins 10 favorablement, ce qui ne constitue pas un grave inconvénient dans le cas d'utilisation de longues électrodes—porte (8) et (9)« Les diodes protectrices peuvent également être réalisées séparément et ensuite réunies au transistor à effet de champ. De plus, il est possible d'utiliser d'autres matériaux que ceux mentionnés ci-dessus. C'est ainsi que 15 le corps semiconducteur peut être constitué par un composé III-V. 70 07396 16 2034595 REVENDICATIONS : 1. Transistor à effet de champ comportant une électrode-porte premier isolée, muni d'un substrat semiconducteur d'un/type de conduction comportant deux zones superficielles séparées et adjacentes de l'autre 5 type de conduction, contiguë à une surface du substrat, zones qui sont appelées par la suite les zones électrodes, du transistor à effet de champ, alors que sur ladite surface est appliquée une couche isolante sur laquelle est disposée une électrode-porte située entre les zones électrodes et connectée à une diode protectrice comportant au moins une jonction pn, ce transistor à effet de champ étant caractérisé en ce que la tension de claquage d'une jonction pn est d'au maximum 15 volts. 2. Transistor à effet de champ selon la revendication 1, caractérisé en ce que la diode protectrice est située dans le substrat et 15 contient une première zone de diode de l'autre type de conduc tion, qui est séparée des zones constituant électrode, et qui est contiguë à ladite surface du substrat et qui présente un dopage plus élevé que le substrat, ainsi qu'une deuxième zone de diode du premier type de conduction, contiguë à cette première zone de 20 diode et présëntant également un dopage plus élevé que le substrat, la jonction pn comprise entre ces zones de diode présentant une tension de claquage d'au maximum 15 volts. 3. Transistor L effet de champ selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la deuxième zone de diode est 25 située à côté de la première zone de diode et contiguë à ladite surface. 4. Transistor à effet de champ selon la revendication 2 ou 3» caractérisé en ce qu'à ladite surface, la deuxième zone dieâe entoure entièrement la première zone de diode. 5° Transistor à effet de champ selon l'une des revendications 30 2 à 4» caractérisé en ce qu'entre la deuxième zone de diode et l'une des deux zones électrodes est appliquée une connexion électrique n'appartement pas au substrat. 6. Transistor à effet de Êhamp selon la revendication 3» 4 ou 5. caractérisé en ce que la deuxième zone de diode est eonti- 35 guë à la zone constituant électrode connectée à cette zone de diode et à la surface du substrat, la jonction pn comprise entre ces zones étant court-circuitée par un conducteur appliqué sur cette surface. 7» Transistor à-effet de champ selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'à ladite surface, la zone électrode connectée à 40 la deuxième zone de diode entoure entièrement la deuxième zone de 70 07396 17 2034595 diode. • 8. Transistor à effet de champ selon l'une des re vendications 2 à 7» caractérisé en ce que la première zone de diode est connectée à 1'électrode~porte. 9 9. Transistor à, effet de champ selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la diode protectrice contient une troisième premier zone de diode du / type de conduction qui est constituée par une zone superficielle présentant un dopage plus élevé que le substrat et entouré entièrement par la première zone diode dans le substrat semiconduc- 10 teur et la jonction pn comprise entre les troisième et première zones constituant électrode présente une tension d'au maximum 15 volts, alors que l'électrode—porte est connectée à la troisième zone ^.e diode. 10. Transistor à effet de champ selon l'une des revendications 2 à 9» caractérisé en ce que la première zone ae diode et les zones élee-15 trode s'étendent lu partir d'une surface du substrat sur la même distance dans le substrat et présentent le même profil de dopage sur cette distance. 11. Transistor à effet de champ selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les deuxième et troisième zones de diode s'éten- 20 dent à partir d'une surface du substrat sur la même distance dans le substrat et présentent le même profil de dopage sur cette distance. 12. Transistor à effet de champ selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 1'électrode—porte est connectée à une couche métallique, dont la majeure partie est située sur la couche 25 isolante et qui peut être connectée à un conducteur de connexion, couche métallique qui est située, au moins partiellement, au-dessus de la diode protectrice et qui est connectée par l'intermédiaire de l'ouverture ménagée dans la couche isolante directement à une zone diode. 13. Transistor à effet de champ selon l'une des re— 30 vendications précédentes, caractérisé en ce que sur la couche isolante est appliquée, outre ladite électrode—porte, appelée "première électrode porte" également au moins une autre électrode-porte entre les zones électrodes. 14. Transistor à effet de champ selon la revendication 13, carac-35 térisé en ce que l'autre électrode—porte est connectée à une antre diode protectrice munie d'axi moins une jonction pn, alors que la tension de claquage d'une jonction pn est d'au maximum 15 volts. 15. Transistor à effet de champ selon la revendication 4» caractérisé en ce nue, vuedans une direction pratiquement perpendiculaire à 40 la couche isolante, l'autre électrode—porte entoure entièrement l'une 70 07396 1 2034595 des deux zones constituant électrode, cette zone électrode étant située entièrement à côté de l'autre diode protectrice et l'entoure entièrement o 16„ Transistor à effet de champ selon les revendications 13 et 5 15, caractérisé en ce que, vue dans une direction pratiquement perpendiculaire à la couche isolante, la première électrode—porte entoure entièrement l'autre électrode-porte et l'autre des deux zones constituant électrode entoure entièrement la première électrode—porte, alors qu'entre la première électrode-porte et la diode protectrice correspondante 10 est située au moins une partie de l'autre zone constituant électrode. 17» Transistor à effet de champ selon l'une des re vendications précédentes, caractérisé en ce que la tension de claquage de la jonction pn d'une diode protectrice est située entre 5 et 10 volts. 15 180 Circuit comportant un transistor à effet de champ selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des zones électrodes est connectée à une diode protectrice, à, un circuit d'entrée inséré entre cette zone constituant électrode et l'électrode—porte connectée à ladite diode protectrice et un circuit de sor-20 tie est inséré entre les deux zones constituant électrode.