JP2000269489A - 電流検出セルを有する縦型mos半導体装置 - Google Patents
電流検出セルを有する縦型mos半導体装置Info
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Abstract
耐圧を向上すること。 【解決手段】 主電流セル101の一部に電流検出セル
102が形成された電流検出機能を有するMOS型半導
体装置において、電流検出セル102を構成するベース
領域13の端部面積11を中心部より大きく形成する。
Description
る半導体装置に係り、特に電流検出セル部の構造に関す
る。
な課題であり、従来は母線に検出抵抗または電流シャン
トを挿入して行われていたが、近年は、電流検出用素子
(セル)をオンチップ化することにより、電流検出のた
めのパワー損失、部品点数、検出回路の簡略化が可能と
なってきている。こらような電流検出セルを主電流セル
と同一チップ上に形成した従来の縦型MOSFETの断
面図を図9に、その断面斜視図を図10に、ストライプ
状のポリシリコンゲートパターン部の平面図を図11に
それぞれ示す。
はN型半導体基板1上に絶縁膜5を介して設けられた複
数本のストライプ状のゲート電極6と、これらのゲート
電極6をマスクとして半導体基板1表面領域に形成され
た複数本のP導電型のベ−ス領域3と、これらのベ−ス
領域3のそれぞれの領域内の前記ゲート電極6に沿って
形成された2本のN導電型のソース領域4が形成されて
いる。これらのソース領域4が形成された前記複数個の
ベ−ス領域3には、ベ−ス領域3およびソース領域4の
両方にコンタクトするソース電極7が共通に接続され、
このソース電極7からはソース電極端子Sが導出されて
いる。このソース電極端子S、ソース電極7が共通に接
続されたソース領域4と、それらを含むベ−ス領域3、
ベ−ス領域3間に配設されたゲート電極6、そして前記
半導体基板1表面に設けられた裏面電極9とにより、主
電流セル101が構成されている。
を介して、主電流セル101を構成するゲート電極6と
平行にゲート電極8が配設されている。このゲート電極
8には図11に示すように、その中央に長楕円状の窓9
が形成されており、この窓9を介してP導電型のベ−ス
領域23が形成されている。このベ−ス領域23の表面
領域には、また、長楕円状の窓9に沿って、2本のソー
ス領域24が形成されており、これらのソース領域24
およびベ−ス領域23の両方にコンタクトするセンス電
極27がソース電極7とは独立に形成されている。この
センス電極27が接続されたソース領域24と、このソ
ース領域24に接続されたセンス電極端子Seと、ソー
ス領域24を含むベ−ス領域23と、その両側に配設さ
れたゲート電極8、そして前記半導体基板1表面に設け
られた裏面電極9とにより、電流検出セル202が構成
されている。
流セル101を構成するゲート電極6が配設されており
(図11では片方のみ示されている。)、それらのゲー
ト電極6との間にも、主電流セル101を構成するベ−
ス領域3が形成されている。
電流検出機能を有する半導体装置はは、ポリシリコンゲ
ートをマスク材として二重拡散によりユニットセルを形
成し、そのセルの一部を電流検出セルとして別電極で取
り出している。一般に電流検出セルは主電流セルと同じ
出力特性を示すように、主電流セル部と同じポリシリコ
ンゲート幅、開口幅で電流検出セル領域を形成すると、
電流検出セル領域のベース領域23の端部における、隣
接する主電流セルとのベース領域間の距離dLが、ベー
ス領域23の中央部における距離dに比べて大きくなる
領域(図11)が形成される。
は、前記ソース電極端子Sおよび裏面電極9間、センス
電極端子Seおよび裏面電極9間に逆方向の高電圧が印
加されると、電流検出セル領域と主電流セル領域のベー
ス領域間距離が大きい部分は、距離が小さい部分に比べ
て空乏層の広がりが十分ではなく、この部分に電界が集
中するため、耐圧が低下し、MOSFET全体の耐圧劣
化を招くという問題があった。
で、電流検出機能を有するMOSFETにおける耐圧の
低下を防止することを目的とする。
有する縦型MOS半導体装置は、第1導電型の半導体基
板の表面上に絶縁膜を介してほぼ平行に配設された複数
個のストライプ状のゲート電極と、これらのゲート電極
をマスクとして前記半導体基板に形成された複数の第2
導電型のベ−ス領域と、これらのベ−ス領域内に形成さ
れた第1導電型のソース領域と、これらのソース領域が
形成される前記複数のベ−ス領域のうち、一部を除いた
ベース領域内の前記ソース領域に共通に接続されるソー
ス電極と、前記一部のベ−ス領域内のソース領域に接続
されるセンス電極と、前記第1導電型の半導体基板の裏
面に設けられた裏面電極とからなり、前記ソース電極、
このソース電極が共通に接続された前記ソース領域を含
む前記複数のベ−ス領域および前記裏面電極とにより主
電流セルが構成され、前記センス電極、このセンス電極
が接続された前記ソース領域を含むベ−ス領域および前
記裏面電極とにより電流検出セルが構成される縦型MO
S構造の半導体装置において、前記電流検出セルを構成
するベ−ス領域の端部は、隣接する前記主電流セルを構
成するベ−ス領域との間隔を狭めるように、その領域の
面積が拡大されていることを特徴とするものである。
MOS半導体装置においては、前記電流検出セルを構成
するベ−ス領域は、前記主電流セルを構成するベ−ス領
域よりもその長さが短く、前記電流検出セルを構成する
ベ−ス領域の端部は、ほぼ扇状に拡大されていることを
特徴とするものである。
る半導体装置の実施形態について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施形態である縦型MOSFE
Tにおけるポリシリコンゲートパターン部の平面図、図
2は上記縦型MOSFETの断面図、図3はその断面斜
視図である。なお、図面中、従来の半導体装置の構成不
文と同一の構成部分には同一の符号を付して、その詳細
な説明は省略するものとし、以下では主として従来装置
と異なる点を重点的に説明する。
造は、N型半導体基板1上に絶縁膜5を介して設けられ
たストライプ状に形成されたポリシリコンのゲート電極
6と、前記ゲート電極をマスクとして二重拡散により前
記半導体基板に形成されたP型ベ−ス領域3と、このベ
−ス領域の表面に所定の深さで選択的に形成されたN型
ソース領域4と、前記ベ−ス領域3とソース領域4から
なりソース電極7と接続される主電流セル領域101が
構成されている。
を介して、主電流セル101を構成するゲート電極6と
平行にゲート電極8が配設されている。このゲート電極
8には図11に示すように、その中央に長楕円状の窓9
が形成されており、この窓9を介してP導電型のベ−ス
領域23が形成されている。このベ−ス領域23の表面
領域には、また、端部が扇状に拡大されたストライプ状
の窓11の中央部に沿って、2本のソース領域14が形
成されており、これらのソース領域14およびベ−ス領
域13の両方にコンタクトするセンス電極17がソース
電極7とは独立に形成されている。このセンス電極17
が接続されたソース領域14と、このソース領域14を
含むベ−ス領域13と、その両側に配設されたゲート電
極8、そして前記半導体基板1表面に設けられた裏面電
極9とにより、電流検出セル102が構成されている。
は電流検出セル102のベ−ス領域を、端部を扇状に拡
張したストライプ状のマスクパターンにより形成したこ
とを特徴とするものである。このような構造により、電
流検出セル102の耐圧を従来の装置の場合に比較して
高くすることができる。この理由を図4乃至図7によ
り、従来装置と対比して説明する。図4は本発明の電流
検出セル部分の上面図、図5は図4のA−A線に沿う断
面図、図6及び図7は従来の装置における対応する図面
である。図4及び図5に示すように、本発明の電流検出
セル部分のベース領域13は、隣接する主電流セル領域
101のベース領域3との距離がその端部においてもそ
の他の部分より短いか、ほぼ同じになるため、逆バイア
スによる空乏層の広がりも図の破線で示すように、相互
に重なり合うため、電界の集中が起こらず耐圧は主電流
セルとほぼ同じになる。これに対して、従来の装置にお
いては、図6及び図7に示すように、電流検出セル部分
のベース領域13は、隣接する主電流セル領域101の
ベース領域3との距離がその端部において大きくなるた
め、空乏層の広がりが十分でなく、この部分の電界形の
部分に比べて大きくなり、この部分の耐圧が低下して低
電圧でブレークダウンを生ずる結果となる。
性を図8に従来の構造の耐圧特性(図中に破線で示す)
と比較して示す。
Tを例示したが、半導体ウェーハの構造によりIGBT
(Insulated Gate Bipolar Transistor )など
のMOS型半導体装置、また逆導電型の半導体装置にも
適用できる。
構成するベース領域端部の形状は、隣接する主電流セル
を構成するベース領域との間隔を短縮することを目的と
しているため、その形状は上記扇型に限定されるもので
はない。
セル領域の一部に形成された電流検出セル領域のベース
領域端部の領域面積をその本体部分に対して拡張するこ
とにより、電流検出セル部分の耐圧低下を防止し、以っ
て電流検出セルが組み込まれた半導体装置全体の耐圧を
向上することができる。
おけるシリコンゲートパターン部の平面図。
部分の上面図。
部分の上面図。
説明する線図。
プ状のポリシリコンゲートパターン部の平面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 第1導電型の半導体基板の表面上に絶縁
膜を介してほぼ平行に配設された複数個のストライプ状
のゲート電極と、これらのゲート電極をマスクとして前
記半導体基板に形成された複数の第2導電型のベ−ス領
域と、これらのベ−ス領域内に形成された第1導電型の
ソース領域と、これらのソース領域が形成される前記複
数のベ−ス領域のうち、一部を除いたベース領域内の前
記ソース領域に共通に接続されるソース電極と、前記一
部のベ−ス領域内のソース領域に接続されるセンス電極
と、前記第1導電型の半導体基板の裏面に設けられた裏
面電極とからなり、前記ソース電極、このソース電極が
共通に接続された前記ソース領域を含む前記複数のベ−
ス領域および前記裏面電極とにより主電流セルが構成さ
れ、前記センス電極、このセンス電極が接続された前記
ソース領域を含むベ−ス領域および前記裏面電極とによ
り電流検出セルが構成される縦型MOS構造の半導体装
置において、前記電流検出セルを構成するベ−ス領域の
端部は、隣接する前記主電流セルを構成するベ−ス領域
との間隔を狭めるように、その領域の面積が拡大されて
いることを特徴とする電流検出セルを有する縦型MOS
半導体装置。 - 【請求項2】 前記電流検出セルを構成するベ−ス領域
は、前記主電流セルを構成するベ−ス領域よりもその長
さが短く、前記電流検出セルを構成するベ−ス領域の端
部は、ほぼ扇状に拡大されていることを特徴とする請求
項1記載の電流検出セルを有する縦型MOS半導体装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06913199A JP3878353B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 電流検出セルを有する縦型mos半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06913199A JP3878353B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 電流検出セルを有する縦型mos半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000269489A true JP2000269489A (ja) | 2000-09-29 |
JP3878353B2 JP3878353B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
ID=13393796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06913199A Expired - Fee Related JP3878353B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 電流検出セルを有する縦型mos半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3878353B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7579652B2 (en) | 2003-07-11 | 2009-08-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a high withstand voltage |
-
1999
- 1999-03-15 JP JP06913199A patent/JP3878353B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7579652B2 (en) | 2003-07-11 | 2009-08-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a high withstand voltage |
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