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Punchthrough MOS

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017225D
Original Publication Date: 2000-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 3 page(s) / 59K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Heinrich Heiss: AUTHOR

Abstract

Zur flexibleren Einsatzfähigkeit von Transistoren wird folgend ein als Punchthrough-MOS bezeichnetes Transistoren-Konzept vorgestellt, welches im wesentlichen auf dem MOS- Prinzip aufbaut. Der Punchthrough-MOS (PT-MOS) setzt sich aus einem MOS-Transistor (n-Kanal oder p-Kanal) und einem in Serie liegenden Punch-Übergang zusammen. Bei diesem neuen Transistortyp kann die Position des Ursprungs (U DS = 0V) des Ausgangskennlinienfeldes über die Länge des Punchgebietes eingestellt werden. Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen lateralen Hochspannungs PT-HVpMOS-Transistor. Wie zu erkennen ist, wurde in die p-Drainstrecke ein Punchgebiet (n-Gebiet) eingebettet. Der dafür benötigte Abstand zwischen den p-Gebieten kann über das Maskenmaß (hier 2µm) eingestellt werden. Wird der Transistor in Durchlassrichtung geschaltet (U GS > |U th |), entsteht unter dem Gatebereich ein Inversionskanal. Zu einem Stromfluss kommt es allerdings erst dann, wenn die RLZ im Punch-Gebiet, die über die Drain-Spannung einstellbar ist, die beiden p-Gebiete kurzschließt. Im Gegensatz zu den bekannten Transistoren fließt daher in einem bestimmten Drainspannungsbereich kein Strom, obwohl ein Inversionskanal vorhanden ist. Im Sperrfall des Transistors (U GS < |U th |) ist kein Inversionskanal vorhanden, so dass das Punchen der beiden p-Gebiete zu keinem Drainstrom führt.

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Bauelemente

Punchthrough MOS

Idee: Dr. Heinrich Heiss, München

Zur flexibleren Einsatzfähigkeit von Transistoren wird folgend ein als Punchthrough-MOSbezeichnetes Transistoren-Konzept vorgestellt, welches im wesentlichen auf dem MOS-Prinzip aufbaut. Der Punchthrough-MOS (PT-MOS) setzt sich aus einem MOS-Transistor(n-Kanal oder p-Kanal) und einem in Serie liegenden Punch-Übergang zusammen. Beidiesem neuen Transistortyp kann die Position des Ursprungs (U DS� = 0V) desAusgangskennlinienfeldes über die Länge des Punchgebietes eingestellt werden. Die Fig. 1zeigt einen Schnitt durch einen lateralen Hochspannungs PT-HVpMOS-Transistor. Wie zuerkennen ist, wurde in die p-Drainstrecke ein Punchgebiet (n-Gebiet) eingebettet. Der dafürbenötigte Abstand zwischen den p-Gebieten kann über das Maskenmaß (hier 2µm)eingestellt werden.

Wird der Transistor in Durchlassrichtung geschaltet (U GS� > |U th |), entsteht unter demGatebereich ein Inversionskanal. Zu einem Stromfluss kommt es allerdings erst dann, wenndie RLZ im Punch-Gebiet, die über die Drain-Spannung einstellbar ist, die beiden p-Gebietekurzschließt. Im Gegensatz zu den bekannten Transistoren fließt daher in einem bestimmtenDrainspannungsbereich kein Strom, obwohl ein Inversionskanal vorhanden ist. Im Sperrfalldes Transistors (U GS� < |U th |) ist kein Inversionskanal vorhanden, so dass das Punchen derbeiden p-Gebiete zu keinem Drainstrom führt.

In den Figuren 2 bis 4 sind die Ausgangskennlinienfelder eines Standard-HVpMOSTransistors und zweier PT-HVpMOS Transistoren dargestellt. Wie in Figur 2 zu erkennen,startet das Ausgangskennlinienfeld des Standard-HVpMOS-Transistors bei eine...