JP2002164534A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2002164534A
JP2002164534A JP2000361877A JP2000361877A JP2002164534A JP 2002164534 A JP2002164534 A JP 2002164534A JP 2000361877 A JP2000361877 A JP 2000361877A JP 2000361877 A JP2000361877 A JP 2000361877A JP 2002164534 A JP2002164534 A JP 2002164534A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
triac
region
type
transistor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000361877A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Miyamoto
正人 宮本
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which secures zero-cross operation even when light illumination increases. SOLUTION: A triac has a pnpn 4-layered structure of a p-type anode area 2, an n-type semiconductor substrate 1, a p-type gate area 3, and an n-type cathode area 4 and a pnpn 4-layered structure of a p-type anode area 2; an n-type semiconductor substrate 1, a p-type gate area 3; and an n-type cathode area 4. The pnp transistors composed of the p-type anode areas 2 and 2', n-type semiconductor substrate 1, and p-type well areas 6 and 6', are made larger in base width than the pnp transistors composed of the p-type anode areas 2 and 2', n-type semiconductor substrate 1, and p-type gate areas 3 and 3' and then the current amplification factors of the latter pnp transistors are made larger than those of the former pnp transistors.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トライアックを備
えた半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a triac.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、図9に示すような構成のトラ
イアックが知られている。図9に示す構成のトライアッ
クは、図10に示すように主端子MT1,MT2間にp
npn4層の逆阻止サイリスタが逆並列に一体化された
ものであり、n形半導体基板1の主表面側に2つのp形
アノード領域2,2’が離間して形成され、各p形アノ
ード領域2,2’それぞれに離間してn形半導体基板1
の主表面側にp形ゲート領域3,3’が形成され、各p
形ゲート領域3,3’内の主表面側にそれぞれn形カソ
ード領域4,4’が形成されており、p形アノード領域
2とn形カソード領域4’とが一方の主端子MT1に接
続され、p形アノード領域2’とn形カソード領域4と
が他方の主端子MT2に接続されている。
2. Description of the Related Art A triac having a configuration as shown in FIG. 9 is conventionally known. The triac having the configuration shown in FIG. 9 has a p-p between main terminals MT1 and MT2 as shown in FIG.
An npn four-layer reverse blocking thyristor is integrated in an anti-parallel manner. Two p-type anode regions 2 and 2 ′ are formed on the main surface side of the n-type semiconductor substrate 1 at a distance from each other. N-type semiconductor substrate 1 spaced apart from each other
P-type gate regions 3 and 3 'are formed on the main surface side of
N-type cathode regions 4 and 4 'are formed on the main surface side in p-type gate regions 3 and 3', respectively, and p-type anode region 2 and n-type cathode region 4 'are connected to one main terminal MT1. , P-type anode region 2 ′ and n-type cathode region 4 are connected to the other main terminal MT2.

【0003】したがって、上述のトライアックの動作を
考える場合、主端子MT1を主端子MT2に対して高電
位としたときには、p形アノード領域2、n形半導体基
板1、p形ゲート領域3、n形カソード領域4のpnp
n4層構造について考えればよく、主端子MT2を主端
子MT1に対して高電位としたときには、p形アノード
領域層2’、n形半導体基板1、p形ゲート領域3’、
n形カソード領域4’のpnpn4層構造について考え
ればよい。
Therefore, considering the above-mentioned triac operation, when the main terminal MT1 is set at a higher potential than the main terminal MT2, the p-type anode region 2, the n-type semiconductor substrate 1, the p-type gate region 3, the n-type Pnp of cathode region 4
Considering the n4 layer structure, when the main terminal MT2 is set at a higher potential than the main terminal MT1, the p-type anode region layer 2 ', the n-type semiconductor substrate 1, the p-type gate region 3',
What is necessary is just to consider the pnpn four-layer structure of the n-type cathode region 4 '.

【0004】図9および図10に示す構成のトライアッ
クの等価回路は図11のように表される。すなわち、p
形アノード領域2、n形半導体基板1、p形ゲート領域
3、n形カソード領域4のpnpn4層構造の等価回路
は互いのコレクタとベースとが接続されたpnpトラン
ジスタT2とnpnトランジスタT1とで表され、p形
アノード領域2’、n形半導体基板1、p形ゲート領域
3’、n形カソード領域4’のpnpn4層構造の等価
回路は互いのコレクタとベースとが接続されたpnpト
ランジスタT2’とnpnトランジスタT1’とで表さ
れる。
An equivalent circuit of a triac having the configuration shown in FIGS. 9 and 10 is represented as shown in FIG. That is, p
The equivalent circuit of the pnpn four-layer structure of the n-type anode region 2, the n-type semiconductor substrate 1, the p-type gate region 3, and the n-type cathode region 4 is represented by a pnp transistor T2 and an npn transistor T1 whose collector and base are connected to each other. The equivalent circuit of the pnpn four-layer structure of the p-type anode region 2 ', the n-type semiconductor substrate 1, the p-type gate region 3', and the n-type cathode region 4 'is a pnp transistor T2' having a collector and a base connected to each other. And an npn transistor T1 ′.

【0005】ここで、図12に示すようなpnpn4層
構造のサイリスタを順方向阻止状態から順方向導通状態
に移行させる動作を説明する。
Here, an operation of shifting a thyristor having a pnpn four-layer structure as shown in FIG. 12 from a forward blocking state to a forward conducting state will be described.

【0006】図12に示すpnpn4層構造の等価回路
は、図13に示すように互いのコレクタとベースとが接
続されたpnpトランジスタT2”とnpnトランジス
タT1”とで表されるので、各トランジスタT2”,T
1”のエミッタ接地の直流電流増幅率(以下、電流増幅
率と略称する)をそれぞれhFE(pnp),hFE(npn)とすれ
ば、図13に示す等価回路における再生帰還ループの電
流利得gは、 g=hFE(pnp)×hFE(npn) で得られる。つまり、電流利得gは、pnpトランジス
タT2”の電流増幅率h FE(pnp)とnpnトランジスタ
T1”の電流増幅率hFE(npn)との積となる。
An equivalent circuit of a pnpn four-layer structure shown in FIG.
Are connected between the collector and the base as shown in FIG.
Connected pnp transistor T2 "and npn transistor
T1 ", each transistor T2", T2 "
1 "common emitter DC current amplification factor (hereinafter referred to as current amplification
H)FE (pnp), HFE (npn)Tomorrow
For example, the power of the reproduction feedback loop in the equivalent circuit shown in FIG.
The flow gain g is g = hFE (pnp)× hFE (npn) Is obtained. That is, the current gain g is equal to the pnp transistor
Current amplification factor h of the FE (pnp)And npn transistor
T1 ″ current amplification factor hFE (npn)And the product

【0007】また、各トランジスタT2”,T1”のリ
ーク電流をそれぞれI(pnp),I(np n)とし、コレクタ電
流をそれぞれIc(pnp),Ic(npn)とすれば、 Ic(pnp)=hFE(pnp)×(Ic(npn)+I(pnp))+I
(pnp) Ic(npn)=hFE(npn)×(Ic(pnp)+I(npn))+I
(npn) となる。したがって、アノードA・カソードK間に流れ
る全電流Iは、 I=(1+hFE(pnp))×(1+hFE(npn))×(I
(pnp)+I(npn))/(1−g) となる。すなわち、電流利得gが1よりも十分に小さい
とサイリスタはオフ状態であり、電流利得gが1に近づ
くとオン状態になる。このサイリスタにおいてh
FE(pnp)×hFE(npn)の値を1に近づけて点弧状態にする
には、pnpn4層構造に光を照射したり、ゲートGに
電流を流したりする方法がある。
In addition, the transistors T2 "and T1"
Current is(pnp), I(np n)And the collector power
Each flow is Ic(pnp), Ic(npn)Then Ic(pnp)= HFE (pnp)× (Ic(npn)+ I(pnp)) + I
(pnp) Ic(npn)= HFE (npn)× (Ic(pnp)+ I(npn)) + I
(npn) Becomes Therefore, the flow between the anode A and the cathode K
The total current I is: I = (1 + hFE (pnp)) × (1 + h)FE (npn)) × (I
(pnp)+ I(npn)) / (1-g). That is, the current gain g is sufficiently smaller than 1.
And the thyristor is off, and the current gain g approaches unity.
Then it turns on. In this thyristor
FE (pnp)× hFE (npn)Set the value of 1 close to 1 to make it fire
Irradiates light to the pnpn4 layer structure,
There is a method of flowing current.

【0008】また、近年では、トライアックの高耐圧化
および大容量化に伴い、入力信号に対して高感度であり
ながら、dv/dt耐量(つまり、順方向阻止状態にお
けるアノード・カソード間の印加電圧の変化による誤点
弧に対する耐量)が大きく、ノイズなどによる誤動作を
生じない構造が望まれている。
In recent years, with the increase in the withstand voltage and the capacity of the triac, the dv / dt resistance (that is, the applied voltage between the anode and the cathode in the forward blocking state) while being highly sensitive to the input signal. Therefore, a structure that does not cause a malfunction due to noise or the like is desired.

【0009】しかしながら、一般的にはdv/dt耐量
を大きくすると、入力信号に対する感度が低下するとい
う相反する関係がある。すなわち、図14に示すように
3端子サイリスタのゲートG・カソードK間に抵抗Rが
接続されたものでは、ゲートGに電流を流したりするな
どして導通状態に移行させる場合、抵抗Rの抵抗値が大
きいほど導通状態に移行しやすくなる。しかし、入力信
号がない状態でアノードAがカソードKに対して高電位
となるような急峻な立ち上がり電圧が印加された場合、
抵抗Rの抵抗値が大きいほどdv/dt耐量が低下して
誤点弧しやすくなる。逆に抵抗Rの抵抗値が小さいほど
dv/dt耐量は増加するが、入力信号に対する感度が
低下する。
However, in general, there is a contradictory relationship that when the dv / dt resistance is increased, the sensitivity to an input signal is reduced. That is, in the case where the resistor R is connected between the gate G and the cathode K of the three-terminal thyristor as shown in FIG. The higher the value, the easier the transition to the conductive state. However, when a steep rising voltage is applied such that the anode A has a high potential with respect to the cathode K in the absence of an input signal,
The larger the resistance value of the resistor R, the lower the dv / dt resistance, and the more likely it is for an erroneous ignition to occur. Conversely, as the resistance value of the resistor R decreases, the dv / dt resistance increases, but the sensitivity to the input signal decreases.

【0010】この種の問題を解決した半導体装置の応用
例として、例えば図15に示すような等価回路を有する
半導体リレー20が提案されている(特公昭61−23
666号公報参照)。図15に示す半導体リレー20
は、入力端子IT1,IT2間へ与えられる入力信号に
より点灯・消灯される発光ダイオードよりなる発光素子
21と、発光素子21に光結合したトライアック22と
を備え、トライアック22の主端子MT1,MT2をそ
れぞれ出力端子として用いている。ここに、トライアッ
ク22を構成する2つのサイリスタはゲート・カソード
間にそれぞれ抵抗RB,RB’および絶縁ゲート電界効
果トランジスタT3,T3’が接続されており、絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタT3,T3’のゲートがそれ
ぞれサイリスタのアノード(つまり、主端子MT1,M
T2)に接続されている。
As an application example of a semiconductor device which solves this kind of problem, for example, a semiconductor relay 20 having an equivalent circuit as shown in FIG. 15 has been proposed (JP-B-61-23).
666). Semiconductor relay 20 shown in FIG.
Comprises a light emitting element 21 composed of a light emitting diode which is turned on / off by an input signal applied between the input terminals IT1 and IT2, and a triac 22 optically coupled to the light emitting element 21. The main terminals MT1 and MT2 of the triac 22 Each is used as an output terminal. Here, the two thyristors constituting the triac 22 have resistors RB, RB 'and insulated gate field effect transistors T3, T3' respectively connected between the gate and cathode, and the gates of the insulated gate field effect transistors T3, T3 ' Are the thyristor anodes (that is, the main terminals MT1 and M
T2).

【0011】図15に示す構成の半導体リレー20にお
いて、入力端子IT1,IT2間への入力信号がない状
態で主端子MT1(あるいはMT2)の電位が急峻に増
大したときは、主端子MT1(あるいはMT2)にゲー
トが接続されている絶縁ゲート電界効果トランジスタT
3(あるいはT3’)のゲート電位が当該絶縁ゲート電
界効果トランジスタT3(あるいはT3’)のしきい値
以上の電位になると当該絶縁ゲート電界効果トランジス
タT3(あるいはT3’)がオン状態に移行し、pnp
トランジスタT2(あるいはT2’)とnpnトランジ
スタT1(あるいはT1’)とからなるサイリスタのゲ
ート・カソード間のインピーダンスが低下するので、誤
点弧は防止される。また、トライアック22の主端子M
T1(あるいはMT2)の電位が絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタT3(あるいはT3’)のしきい値以上の電
位である場合も、pnpトランジスタT2(あるいはT
2’)とnpnトランジスタT1(あるいはT1’)と
からなるサイリスタのゲート・カソード間のインピーダ
ンスが低下するので、pnpトランジスタT2(あるい
はT2’)とnpnトランジスタT1(あるいはT
1’)とからなるサイリスタは、入力信号があってもオ
ン状態には移行しない。逆にいえば、主端子MT1の電
位が絶縁ゲート電界効果トランジスタT3のしきい値よ
りも小さい電位である場合、絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタT3がオンせず、トライアックのゲート・カソー
ド間のインピーダンスが低下しないので、pnpトラン
ジスタT2とnpnトランジスタT1とからなるサイリ
スタは、入力信号によりオン状態に移行する。すなわ
ち、上述のトライアック22は、誤点弧防止構造を有
し、高い光点弧感度を維持しつつ、ノイズ耐量を大きく
することができる。
In the semiconductor relay 20 having the configuration shown in FIG. 15, when the potential of the main terminal MT1 (or MT2) sharply increases in a state where there is no input signal between the input terminals IT1 and IT2, the main terminal MT1 (or MT1) increases. MT2) whose gate is connected to the insulated gate field effect transistor T
3 (or T3 ') becomes a potential equal to or higher than the threshold value of the insulated gate field effect transistor T3 (or T3'), the insulated gate field effect transistor T3 (or T3 ') is turned on, pnp
Since the impedance between the gate and the cathode of the thyristor including the transistor T2 (or T2 ') and the npn transistor T1 (or T1') is reduced, erroneous firing is prevented. Also, the main terminal M of the triac 22
When the potential of T1 (or MT2) is equal to or higher than the threshold value of the insulated gate field effect transistor T3 (or T3 '), the pnp transistor T2 (or T3)
2 ′) and the npn transistor T1 (or T1 ′), the impedance between the gate and cathode of the thyristor decreases, so that the pnp transistor T2 (or T2 ′) and the npn transistor T1 (or T1)
The thyristor composed of 1 ′) does not shift to the ON state even if there is an input signal. Conversely, when the potential of the main terminal MT1 is lower than the threshold value of the insulated gate field effect transistor T3, the insulated gate field effect transistor T3 does not turn on and the impedance between the gate and cathode of the triac decreases. Therefore, the thyristor including the pnp transistor T2 and the npn transistor T1 is turned on by an input signal. That is, the above-described triac 22 has a false ignition prevention structure, and can increase noise immunity while maintaining high light ignition sensitivity.

【0012】ところで、図16に示すように半導体リレ
ー20の入力端子IT1,IT2間に直流電源Eとスイ
ッチング素子Sとの直列回路を接続し、主端子MT1,
MT2間に負荷Lと交流電源(負荷電源)Vsとの直列
回路を接続すれば、トライアック22を用いて交流電源
Vsから負荷Lへの給電経路をオンオフできる。以下、
図16に示す回路の動作について図17の動作波形を参
照しながら簡単に説明する。ここに、図17における
(a)は交流電源Vsの電圧波形を、(b)はスイッチ
ング素子Sのオンオフにより入力端子IT1,IT2間
へ与えられる入力信号の電圧波形を、(c)は主端子M
T1,MT2間の電圧波形を、(d)は負荷Lに流れる
負荷電流の電流波形を、それぞれ示す。
By the way, as shown in FIG. 16, a series circuit of a DC power supply E and a switching element S is connected between input terminals IT1 and IT2 of the semiconductor relay 20, and main terminals MT1 and MT2 are connected.
If a series circuit of the load L and the AC power supply (load power supply) Vs is connected between the MTs 2, the power supply path from the AC power supply Vs to the load L can be turned on / off using the triac 22. Less than,
The operation of the circuit shown in FIG. 16 will be briefly described with reference to the operation waveforms in FIG. 17A shows a voltage waveform of the AC power supply Vs, FIG. 17B shows a voltage waveform of an input signal applied between the input terminals IT1 and IT2 by turning on and off the switching element S, and FIG. 17C shows a main terminal. M
A voltage waveform between T1 and MT2 is shown, and (d) shows a current waveform of a load current flowing to the load L.

【0013】図17(b)に示すように時刻t1で発光
素子21へ入力信号が印加されたとすると、主端子MT
1(あるいはMT2)の電位が絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタT3(あるいはT3’)のしきい値よりも大き
いので、主端子MT1,MT2間はオン状態に移行せ
ず、主端子MT1,MT2間の電圧が絶縁ゲート電界効
果トランジスタT3(あるいはT3’)のしきい値より
も小さくなった時点t2で主端子MT1,MT2間はオ
ン状態に移行する。その後、時刻t3で発光素子21へ
の入力信号の印加が停止されたとしても、主端子MT1
(あるいはMT2)の電圧が絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタT3(あるいはT3’)のしきい値よりも大きい
ので、主端子MT1,MT2間はオフ状態にはならず、
主端子MT1,MT2間の電圧が絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタT3(あるいはT3’)のしきい値よりも小
さくなった時点t4で主端子MT1,MT2間はオフ状
態に移行する。
If an input signal is applied to the light emitting element 21 at time t1 as shown in FIG.
1 (or MT2) is larger than the threshold value of the insulated gate field effect transistor T3 (or T3 '), so that the main terminals MT1 and MT2 do not shift to the ON state, and the voltage between the main terminals MT1 and MT2 does not change. Becomes smaller than the threshold value of the insulated gate field effect transistor T3 (or T3 '), at time t2, the main terminals MT1 and MT2 are turned on. Thereafter, even if the application of the input signal to the light emitting element 21 is stopped at the time t3, the main terminal MT1
(Or MT2) is higher than the threshold value of the insulated gate field effect transistor T3 (or T3 '), so that the main terminals MT1 and MT2 are not turned off.
At time t4 when the voltage between the main terminals MT1 and MT2 becomes smaller than the threshold value of the insulated gate field effect transistor T3 (or T3 ′), the main terminals MT1 and MT2 are turned off.

【0014】すなわち、上述のトライアック22はゼロ
ボルト付近でオンオフ動作を行う機能(以下、ゼロクロ
ス機能という)を有している。
That is, the above-described triac 22 has a function of performing an on / off operation near zero volts (hereinafter, referred to as a zero cross function).

【0015】このようなゼロクロス機能を有することの
利点としては、半導体リレー20がオンするときに半導
体リレー20から発生する輻射ノイズが小さい、半導体
リレー20がオンした瞬間に負荷Lに流れ込む突入電流
を低く抑えられるなどが挙げられる。
The advantage of having such a zero-cross function is that the radiation noise generated from the semiconductor relay 20 when the semiconductor relay 20 is turned on is small, and the rush current flowing into the load L at the moment when the semiconductor relay 20 is turned on is reduced. And the like.

【0016】ところで、図15に示す等価回路を有する
トライアック22は、図18ないし図20に示すような
構成を有し、n形半導体基板1とp形ゲート領域3とn
形カソード領域4とでnpnトランジスタT1を構成
し、n形半導体基板1とp形ゲート領域3’とn形カソ
ード領域4’とでnpnトランジスタT1’を構成し、
p形アノード領域2とn形半導体基板1とp形ゲート領
域3とでpnpトランジスタT2を構成し、p形アノー
ド領域2’とn形半導体基板1とp形ゲート領域3’と
でpnp形トランジスタT2’を構成している。また、
上述の各抵抗RB,RB’はn形半導体基板1の主表面
側に形成した各p形領域5,5’により構成している。
また、上述の絶縁ゲート電界効果トランジスタT3,T
3’は、n形半導体基板1の主表面側に形成したp形ウ
ェル領域6,6’内にn形ドレイン領域7,7’とn形
ソース領域8,8’とが離間して形成され、n形ドレイ
ン領域7,7’とn形ソース領域8,8’とに跨ってゲ
ート電極12,12’が形成されている。
The triac 22 having the equivalent circuit shown in FIG. 15 has a structure as shown in FIGS. 18 to 20, and has an n-type semiconductor substrate 1, a p-type gate region 3, and an n-type semiconductor region.
An npn transistor T1 with the n-type cathode region 4, an npn transistor T1 'with the n-type semiconductor substrate 1, the p-type gate region 3' and the n-type cathode region 4 ',
The p-type anode region 2, the n-type semiconductor substrate 1, and the p-type gate region 3 constitute a pnp transistor T2, and the p-type anode region 2 ', the n-type semiconductor substrate 1, and the p-type gate region 3' constitute a pnp transistor. T2 '. Also,
Each of the resistors RB and RB ′ is constituted by each of the p-type regions 5 and 5 ′ formed on the main surface side of the n-type semiconductor substrate 1.
Further, the above-described insulated gate field effect transistors T3, T
Reference numeral 3 'denotes n-type drain regions 7, 7' and n-type source regions 8, 8 'formed in p-type well regions 6, 6' formed on the main surface side of n-type semiconductor substrate 1 with a space therebetween. , Gate electrodes 12 and 12 ′ are formed over the n-type drain regions 7 and 7 ′ and the n-type source regions 8 and 8 ′.

【0017】上述の各領域2〜8、2’〜8’はn形半
導体基板1の主表面側に形成されており、n形半導体基
板1の主表面上にはシリコン酸化膜よりなる絶縁膜9が
形成され当該絶縁膜9へ適宜にコンタクトホールを設け
て表面電極10,10’,11,11’が形成されてい
る。ここに、表面電極10,10’がそれぞれ主端子M
T1,MT2を構成し、表面電極11,11’がそれぞ
れpゲート電極を構成している。
The above-mentioned regions 2 to 8, 2 'to 8' are formed on the main surface side of n-type semiconductor substrate 1, and an insulating film made of a silicon oxide film is formed on the main surface of n-type semiconductor substrate 1. The surface electrodes 10, 10 ', 11, and 11' are formed by appropriately providing contact holes in the insulating film 9. Here, the surface electrodes 10 and 10 'are respectively connected to the main terminals M
T1 and MT2 are formed, and the surface electrodes 11 and 11 'are each configured as a p-gate electrode.

【0018】また、上述の絶縁ゲート電界効果トランジ
スタT3,T3’のドレイン電極は表面電極11,1
1’により構成され(つまり、pゲート電極と共通化さ
れ)、ソース電極は表面電極10’,10により構成さ
れている(つまり、主端子MT2,MT1と共通化され
ている)。
The drain electrodes of the insulated gate field effect transistors T3 and T3 'are surface electrodes 11, 1
1 ′ (that is, common with the p gate electrode), and the source electrode is formed with the surface electrodes 10 ′ and 10 (that is, common with the main terminals MT2 and MT1).

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の特公
昭61−23666号公報に記載の半導体装置では、ト
ライアック22の主表面側からの光照射により点弧状態
に移行させる場合に、発光素子21への入力電流を増大
させて発光素子21の光出力を大きくし比較的大きな光
照度で点弧させようとすると、ゼロクロス動作が不安定
になる(ゼロクロス電圧の上昇、非ゼロクロス化)とい
う問題があった。
By the way, in the semiconductor device described in Japanese Patent Publication No. 23666/1986, when the triac 22 is caused to emit light from the main surface side, the light emitting element 21 If the light output of the light-emitting element 21 is increased by increasing the input current to the light-emitting element 21 to cause ignition with a relatively large light illuminance, the zero-cross operation becomes unstable (increase of the zero-cross voltage, non-zero-cross). Was.

【0020】トライアック22をn形半導体基板1の主
表面側からの光照射により点弧状態に移行させるにあた
って、例えば表面電極10’が表面電極10に対して高
電位の場合について説明すると、発光素子21への入力
電流を増大させた場合、p形アノード領域2’とn形半
導体基板1と絶縁ゲート電界効果トランジスタT3’の
p形ウェル領域6’と絶縁ゲート電界効果トランジスタ
T3’のn形ドレイン領域7’とからなる寄生サイリス
タが点弧する光照度以上となるような光が発光素子21
から出力されると、寄生トライアックが光点弧すること
により、トライアックのゲートに電流が供給されるの
で、ゼロクロス電圧が上昇したり、主端子MT1,MT
2間の電位が絶縁ゲート電界効果トランジスタT3,T
3’のしきい値以上の電位である場合でも主トライアッ
クにゲート電流が供給されてオン状態に移行してしまう
(非ゼロクロス化してしまう)という問題があった。な
お、寄生トライアックは、p形アノード領域2’、n形
半導体基板1、p形ウェル領域6’、n形ドレイン領域
7’のpnpn4層構造と、p形アノード領域2、n形
半導体基板1、p形ウェル領域6、n形ドレイン領域7
のpnpn4層構造とを有している。
When the triac 22 is switched to the ignition state by irradiating light from the main surface side of the n-type semiconductor substrate 1, for example, a case where the surface electrode 10 'has a higher potential than the surface electrode 10 will be described. When the input current to 21 is increased, the p-type anode region 2 ', the n-type semiconductor substrate 1, the p-type well region 6' of the insulated gate field effect transistor T3 ', and the n-type drain of the insulated gate field effect transistor T3' The light emitting element 21 emits light such that the illuminance of the parasitic thyristor including the region 7 ′ is higher than the illuminance at which the light is ignited.
Is output from the parasitic triac, a current is supplied to the gate of the triac due to light ignition of the triac, so that the zero-cross voltage increases or the main terminals MT1, MT1
The potential between the two is insulated gate field effect transistors T3, T
Even when the potential is equal to or higher than the threshold value of 3 ', there is a problem that a gate current is supplied to the main triac and the main triac shifts to an on state (non-zero crossing). The parasitic triac has a pnpn four-layer structure including a p-type anode region 2 ′, an n-type semiconductor substrate 1, a p-type well region 6 ′, and an n-type drain region 7 ′, and a p-type anode region 2, an n-type semiconductor substrate 1, p-type well region 6, n-type drain region 7
Pnpn four-layer structure.

【0021】ここにおいて、ゼロクロス電圧の上昇につ
いて説明する。主端子MT1,MT2間の電圧がゼロク
ロス電圧以上の電位のときトライアックがオン状態に移
行しないようにするには(つまり、ゼロクロス機能を確
保するには)、トライアックのゲート・カソード間のイ
ンピーダンス(抵抗RB,RB’と絶縁ゲート電界効果
トランジスタT3,T3’のオン抵抗との合成抵抗値)
をトライアック単独でオン状態に移行する状態より低い
値にする必要があるので、絶縁ゲート電界効果トランジ
スタT3,T3’のオン抵抗を下げなければならず、絶
縁ゲート電界効果トランジスタT3,T3’のゲートへ
より高い電圧を印加する必要があり、ゼロクロス電圧が
上昇してしまう。
Here, the rise of the zero-cross voltage will be described. To prevent the triac from shifting to the on state when the voltage between the main terminals MT1 and MT2 is equal to or higher than the zero cross voltage (that is, to ensure the zero cross function), the impedance (resistance) between the gate and cathode of the triac (Combined resistance value of RB, RB 'and ON resistance of insulated gate field effect transistors T3, T3')
Needs to be lower than the state in which the triac shifts to the ON state by itself, the on-resistance of the insulated gate field effect transistors T3 and T3 'must be reduced, and the gates of the insulated gate field effect transistors T3 and T3' Therefore, it is necessary to apply a higher voltage, and the zero-cross voltage increases.

【0022】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、光照度が増大してもゼロクロス動作
を確保することができる半導体装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of ensuring a zero-cross operation even when light illuminance increases.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、半導体基板にトライアックおよ
び2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび2つの
抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレ
イン領域およびソース領域が半導体基板の主表面側に形
成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート電界効果
トランジスタおよび各抵抗が前記トライアックを構成す
る2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソード間に接
続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲートが前
記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基板のいず
れかに接続された半導体装置であって、前記トライアッ
クの点弧感度を、前記サイリスタのアノード領域と前記
半導体基板と前記ウェル領域と前記ドレイン領域とから
なる寄生トライアックの点弧感度よりも大きくしてある
ことを特徴とするものであり、前記トライアックの点弧
感度が寄生トライアックの点弧感度よりも大きいので、
照射される光による照度を増大させても寄生トライアッ
クが光点弧するのを防止することができるから、ゼロク
ロス動作が不安定にならず、ゼロクロス動作を確保する
ことができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors on a semiconductor substrate. A drain region and a source region are formed in a well region formed on the main surface side of the semiconductor substrate, each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors constituting the triac; A semiconductor device in which the gate of the insulated gate field-effect transistor is connected to either the anode of the thyristor or the semiconductor substrate, and the ignition sensitivity of the triac is reduced by changing the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the well region. Parasitic tria comprising a drain region and the drain region It is characterized in that is larger than the ignition sensitivity of click, the ignition sensitivity of the triac is larger than the ignition sensitivity of the parasitic triac,
Even if the illuminance of the irradiated light is increased, the light emission of the parasitic triac can be prevented, so that the zero-cross operation does not become unstable and the zero-cross operation can be ensured.

【0024】請求項2の発明は、半導体基板にトライア
ックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよ
び2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表
面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート
電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアック
を構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソー
ド間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲ
ートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基
板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記サ
イリスタのアノード領域と前記半導体基板と前記サイリ
スタのゲート領域とからなるトランジスタの電流増幅率
と、前記半導体基板と前記サイリスタのゲート領域と前
記サイリスタのカソード領域とからなるトランジスタの
電流増幅率との積を、前記サイリスタのアノード領域と
前記半導体基板と前記ウェル領域とからなるトランジス
タの電流増幅率と、前記半導体基板と前記ウェル領域と
前記ドレイン領域とからなるトランジスタの電流増幅率
との積よりも大きくしてあることを特徴とするものであ
り、前記トライアックを構成するpnpトランジスタの
電流増幅率とnpnトランジスタの電流増幅率との積が
寄生トライアックを構成するpnpトランジスタの電流
増幅率とnpnトランジスタの電流増幅率との積よりも
大きいので、前記トライアックの点弧感度が寄生トライ
アックの点弧感度よりも大きくなり、照射される光によ
る照度を増大させても寄生トライアックが光点弧するの
を防止することができるから、ゼロクロス動作が不安定
にならず、ゼロクロス動作を確保することができる。
According to a second aspect of the present invention, a semiconductor substrate includes a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field effect transistor is the anode of the thyristor or the A semiconductor device connected to any of the semiconductor substrates, wherein a current amplification factor of a transistor including an anode region of the thyristor, a gate region of the semiconductor substrate and a gate region of the thyristor, and a gate region of the semiconductor substrate and the thyristor; The power of the thyristor The product of the current amplification factor of the transistor formed of the thyristor, the current amplification factor of the transistor formed of the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the well region, and the semiconductor substrate, the well region, and the drain region Wherein the product of the current amplification factor of the pnp transistor and the current amplification factor of the npn transistor forming the triac is a parasitic triac. Is larger than the product of the current amplification factor of the pnp transistor and the current amplification factor of the npn transistor, so that the ignition sensitivity of the triac is greater than the ignition sensitivity of the parasitic triac, and the illuminance by the emitted light increases. It is possible to prevent the light emission of the parasitic triac even if Ross operation does not become unstable, it is possible to ensure a zero-crossing operation.

【0025】請求項3の発明は、半導体基板にトライア
ックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよ
び2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表
面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート
電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアック
を構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソー
ド間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲ
ートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基
板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記サ
イリスタのアノード領域と前記半導体基板と前記サイリ
スタのゲート領域とからなるトランジスタの電流増幅率
を、前記サイリスタのアノード領域と前記半導体基板と
前記ウェル領域とからなるトランジスタの電流増幅率よ
りも大きくしてあることを特徴とするものであり、例え
ば半導体基板の導電形がn形であるとすれば、前記トラ
イアックを構成するpnpトランジスタの電流増幅率が
寄生トライアックを構成するpnpトランジスタの電流
増幅率よりも大きいので、前記トライアックを構成する
pnpトランジスタの電流増幅率とnpnトランジスタ
の電流増幅率との積を寄生トライアックを構成するpn
pトランジスタの電流増幅率とnpnトランジスタの電
流増幅率との積よりも大きくすることができ、前記トラ
イアックの点弧感度が寄生トライアックの点弧感度より
も大きくなり、照射される光による照度を増大させても
寄生トライアックが光点弧するのを防止することができ
るから、ゼロクロス動作が不安定にならず、ゼロクロス
動作を確保することができる。
According to a third aspect of the present invention, a semiconductor substrate includes a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field effect transistor is the anode of the thyristor or the A semiconductor device connected to any of the semiconductor substrates, wherein a current amplification factor of a transistor including an anode region of the thyristor, a gate region of the semiconductor substrate, and a gate region of the thyristor; The well region and The current amplification factor of the pnp transistor constituting the triac may be higher than that of the pnp transistor if the conductivity type of the semiconductor substrate is n-type. Since the current amplification factor of the pnp transistor forming the triac is larger than the current amplification factor of the pnp transistor forming the triac, the product of the current amplification factor of the npn transistor and the pnp transistor forming the triac is calculated as pn which forms the parasitic triac.
It can be made larger than the product of the current amplification factor of the p transistor and the current amplification factor of the npn transistor, and the ignition sensitivity of the triac becomes greater than the ignition sensitivity of the parasitic triac, increasing the illuminance by the emitted light. Even if this is done, the light emission of the parasitic triac can be prevented, so that the zero-cross operation does not become unstable and the zero-cross operation can be ensured.

【0026】請求項4の発明は、半導体基板にトライア
ックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよ
び2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表
面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート
電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアック
を構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソー
ド間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲ
ートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基
板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記サ
イリスタのアノード領域と前記半導体基板と前記ウェル
領域とからなるトランジスタのベース幅を、前記サイリ
スタのアノード領域と前記半導体基板と前記サイリスタ
のゲート領域とからなるトランジスタのベース幅よりも
大きくしてあることを特徴とするものであり、例えば半
導体基板の導電形がn形であるとすれば、寄生トライア
ックを構成するpnpトランジスタのベース幅が前記ト
ライアックを構成するpnpトランジスタのベース幅よ
りも大きいので、前記トライアックを構成するpnpト
ランジスタの電流増幅率が寄生トライアックを構成する
pnpトランジスタの電流増幅率よりも大きくなり、前
記トライアックを構成するpnpトランジスタの電流増
幅率とnpnトランジスタの電流増幅率との積を寄生ト
ライアックを構成するpnpトランジスタの電流増幅率
とnpnトランジスタの電流増幅率との積よりも大きく
することができ、前記トライアックの点弧感度が寄生ト
ライアックの点弧感度よりも大きくなるから、照射され
る光による照度を増大させても寄生トライアックが光点
弧するのを防止することができ、ゼロクロス動作が不安
定にならず、ゼロクロス動作を確保することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, a semiconductor substrate includes a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field effect transistor is the anode of the thyristor or the A semiconductor device connected to any of the semiconductor substrates, wherein a base width of a transistor including the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the well region is set to an anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the thyristor. The gate area For example, if the conductivity type of the semiconductor substrate is n-type, the base width of the pnp transistor constituting the parasitic triac constitutes the triac. Since the current amplification factor of the pnp transistor forming the triac is larger than the current amplification factor of the pnp transistor forming the parasitic triac, the current amplification factor of the pnp transistor forming the triac is increased. And the current amplification factor of the npn transistor can be made larger than the product of the current amplification factor of the pnp transistor and the current amplification factor of the npn transistor that constitute the parasitic triac, and the ignition sensitivity of the triac becomes smaller than that of the parasitic triac. Greater than ignition sensitivity Since that, even by increasing the illuminance by the light emitted can be parasitic triac is prevented from light triggered, the zero-crossing operation does not become unstable, it is possible to ensure a zero-crossing operation.

【0027】請求項5の発明は、半導体基板にトライア
ックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよ
び2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表
面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート
電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアック
を構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソー
ド間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲ
ートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基
板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記半
導体基板と前記サイリスタのゲート領域と前記サイリス
タのカソード領域とからなるトランジスタの電流増幅率
を、前記半導体基板と前記ウェル領域と前記ドレイン領
域とからなるトランジスタの電流増幅率よりも大きくし
てあることを特徴とするものであり、例えば半導体基板
の導電形がn形であるとすれば、前記トライアックを構
成するnpnトランジスタの電流増幅率が寄生トライア
ックを構成するnpnトランジスタの電流増幅率よりも
大きいので、前記トライアックを構成するpnpトラン
ジスタの電流増幅率とnpnトランジスタの電流増幅率
との積を寄生トライアックを構成するpnpトランジス
タの電流増幅率とnpnトランジスタの電流増幅率との
積よりも大きくすることができ、前記トライアックの点
弧感度が寄生トライアックの点弧感度よりも大きくな
り、照射される光による照度を増大させても寄生トライ
アックが光点弧するのを防止することができるから、ゼ
ロクロス動作が不安定にならず、ゼロクロス動作を確保
することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, a semiconductor substrate includes a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field effect transistor is the anode of the thyristor or the A semiconductor device connected to any of the semiconductor substrates, wherein a current amplification factor of a transistor including the semiconductor substrate, a gate region of the thyristor, and a cathode region of the thyristor is set to a value corresponding to the semiconductor substrate, the well region, and the drain; Tiger consisting of area It is characterized in that the current amplification factor is larger than the current amplification factor of the transistor. For example, if the conductivity type of the semiconductor substrate is n-type, the current amplification factor of the npn transistor forming the triac reduces the parasitic triac. Since the current amplification factor of the npn transistor is larger than the current amplification factor of the npn transistor, the product of the current amplification factor of the pnp transistor forming the triac and the current amplification factor of the npn transistor is obtained by multiplying the current amplification factor of the pnp transistor forming the parasitic triac by the current amplification factor of the npn transistor. It can be greater than the product of the current amplification factor and the firing sensitivity of the triac becomes higher than the firing sensitivity of the parasitic triac, and the parasitic triac will light even if the illuminance by the irradiated light is increased. Can be prevented, the zero-cross operation does not become unstable, It is possible to ensure the loss behavior.

【0028】請求項6の発明は、半導体基板にトライア
ックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよ
び2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表
面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート
電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアック
を構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソー
ド間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲ
ートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基
板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記半
導体基板と前記ウェル領域と前記ドレイン領域とからな
るトランジスタのベース濃度を、前記半導体基板と前記
サイリスタのゲート領域と前記サイリスタのカソード領
域とからなるトランジスタのベース濃度よりも大きくし
てあることを特徴とするものであり、例えば半導体基板
の導電形がn形であるとすれば、寄生トライアックを構
成するnpnトランジスタのベース濃度が前記トライア
ックを構成するnpnトランジスタのベース濃度よりも
大きいので、前記トライアックを構成するnpnトラン
ジスタの電流増幅率が寄生トライアックを構成するnp
nトランジスタの電流増幅率よりも大きくなり、前記ト
ライアックを構成するpnpトランジスタの電流増幅率
とnpnトランジスタの電流増幅率との積を寄生トライ
アックを構成するpnpトランジスタの電流増幅率とn
pnトランジスタの電流増幅率との積よりも大きくする
ことができ、前記トライアックの点弧感度が寄生トライ
アックの点弧感度よりも大きくなるから、照射される光
による照度を増大させても寄生トライアックが光点弧す
るのを防止することができ、ゼロクロス動作が不安定に
ならず、ゼロクロス動作を確保することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, a semiconductor substrate is provided with a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field effect transistor is the anode of the thyristor or the A semiconductor device connected to one of a semiconductor substrate, wherein a base concentration of a transistor including the semiconductor substrate, the well region, and the drain region is set to a value corresponding to the semiconductor substrate, the gate region of the thyristor, and the cathode region of the thyristor. A tiger consisting of It is characterized in that the base concentration of the transistor is higher than the base concentration. For example, if the conductivity type of the semiconductor substrate is n-type, the base concentration of the npn transistor forming the parasitic triac constitutes the triac Since the base concentration of the npn transistor is higher than the base concentration of the npn transistor, the current amplification factor of the npn transistor forming the triac is higher than that of the npn transistor forming the parasitic triac.
It becomes larger than the current amplification factor of the n transistor, and the product of the current amplification factor of the pnp transistor constituting the triac and the current amplification factor of the npn transistor is obtained by multiplying the current amplification factor of the pnp transistor constituting the parasitic triac by n
Since the firing sensitivity of the triac becomes larger than the firing sensitivity of the parasitic triac, the parasitic triac can be increased even if the illuminance of the irradiated light is increased. Light ignition can be prevented, the zero-cross operation does not become unstable, and the zero-cross operation can be ensured.

【0029】請求項7の発明は、半導体基板に光点弧ト
ライアックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジス
タおよび2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタのドレイン領域およびソース領域が半導体基板
の主表面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁
ゲート電界効果トランジスタおよび各抵抗がトライアッ
クを構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソ
ード間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタの
ゲートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体
基板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記
絶縁ゲート電界効果トランジスタの主表面側を覆う遮光
膜を設けてなることを特徴とするものであり、寄生トラ
イアックが光点弧するような光が寄生トライアックに照
射されるのを遮光膜によって防ぐことができるので、照
射される光による照度を増大させても寄生トライアック
が光点弧するのを防止することができ、ゼロクロス動作
が不安定にならず、ゼロクロス動作を確保することがで
きる。なお、遮光膜は光を完全に遮るものに限らず、寄
生トライアックの光点弧を防止できる程度に光透過率が
小さい膜であればよい。
According to a seventh aspect of the present invention, a semiconductor substrate is provided with a light-triggering triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and the drain region and the source region of each insulated gate field effect transistor are formed on the main surface of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor formed in the well region formed on the side are connected between the gate and cathode of each of two thyristors forming a triac, and the gate of the insulated gate field transistor is connected to the anode of the thyristor. Alternatively, the semiconductor device is connected to any one of the semiconductor substrates, and is provided with a light-shielding film that covers a main surface side of the insulated gate field-effect transistor. Shields the irradiating light from irradiating the parasitic triac Therefore, even if the illuminance due to the irradiated light is increased, it is possible to prevent the parasitic triac from igniting light, the zero-cross operation does not become unstable, and the zero-cross operation can be secured. . The light-shielding film is not limited to a film that completely blocks light, but may be a film having a light transmittance that is small enough to prevent light emission of a parasitic triac.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】(実施形態1)本実施形態の半導
体装置は、図18ないし図20に示した従来構成と同
様、図15に示したトライアック22の等価回路で表さ
れるが、図1および図2に示すように、断面構造および
表面レイアウトが図18ないし図20に示した従来構成
とは異なる。ここにおいて、図1は図2のB−B’断面
図である。なお、図18ないし図20に示した従来構成
と同様の構成要素には同一の符号を付してある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) The semiconductor device of this embodiment is represented by an equivalent circuit of a triac 22 shown in FIG. 15, similarly to the conventional configuration shown in FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the sectional structure and the surface layout are different from those of the conventional structure shown in FIGS. Here, FIG. 1 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. The same components as those in the conventional configuration shown in FIGS. 18 to 20 are denoted by the same reference numerals.

【0031】本実施形態の半導体装置は、n形半導体基
板1の主表面側にp形ゲート領域3,3’が離間して形
成され、各p形ゲート領域3,3’内の主表面側にn形
カソード領域4,4’が形成され、各p形ゲート領域
3,3’と離間してn形半導体基板1の主表面側にp形
アノード領域2’,2が形成されている。
In the semiconductor device of this embodiment, the p-type gate regions 3, 3 'are formed on the main surface side of the n-type semiconductor substrate 1 at a distance, and the main surface side in each of the p-type gate regions 3, 3' is formed. N-type cathode regions 4, 4 'are formed on the main surface side of n-type semiconductor substrate 1, and p-type anode regions 2', 2 are formed separately from p-type gate regions 3, 3 '.

【0032】ここにおいて、本実施形態の半導体装置は
上述のように図15に示したトライアック22と同じ等
価回路で表されるから、n形半導体基板1とp形ゲート
領域3とn形カソード領域4とでnpnトランジスタT
1を構成し、n形半導体基板1とp形ゲート領域3’と
n形カソード領域4’とでnpnトランジスタT1’を
構成し、p形アノード領域2とn形半導体基板1とp形
ゲート領域3とでpnpトランジスタT2を構成し、p
形アノード領域2’とn形半導体基板1とp形ゲート領
域3’とでpnpトランジスタT2’を構成している。
また、上述の図15に示した等価回路における各抵抗R
B,RB’はn形半導体基板1の主表面側に形成した各
p形領域5,5’により構成している。また、上述の等
価回路における絶縁ゲート電界効果トランジスタT3,
T3’は、n形半導体基板1の主表面側に形成したp形
ウェル領域6,6’内にn形ドレイン領域7,7’とn
形ソース領域8,8’とが離間して形成され、n形ドレ
イン領域7,7’とn形ソース領域8,8’とに跨って
ゲート電極12,12’が形成されている。
Since the semiconductor device of this embodiment is represented by the same equivalent circuit as the triac 22 shown in FIG. 15 as described above, the n-type semiconductor substrate 1, the p-type gate region 3, and the n-type cathode region 4 and npn transistor T
1, the n-type semiconductor substrate 1, the p-type gate region 3 ', and the n-type cathode region 4' form an npn transistor T1 ', and the p-type anode region 2, the n-type semiconductor substrate 1, and the p-type gate region 3 together form a pnp transistor T2, and p
The pnp transistor T2 'is constituted by the n-type anode region 2', the n-type semiconductor substrate 1, and the p-type gate region 3 '.
Further, each resistor R in the equivalent circuit shown in FIG.
B and RB ′ are constituted by the respective p-type regions 5 and 5 ′ formed on the main surface side of the n-type semiconductor substrate 1. Further, the insulated gate field effect transistor T3 in the above equivalent circuit
T3 'is formed between n-type drain regions 7, 7' and n-type drain regions 7, 6 'in p-type well regions 6, 6' formed on the main surface side of n-type semiconductor substrate 1.
Source regions 8, 8 'are formed apart from each other, and gate electrodes 12, 12' are formed over the n-type drain regions 7, 7 'and the n-type source regions 8, 8'.

【0033】上述の各領域2〜8、2’〜8’はn形半
導体基板1の主表面側に形成されており、n形半導体基
板1の主表面上にはシリコン酸化膜よりなる絶縁膜9が
形成され当該絶縁膜9へ適宜にコンタクトホールを設け
て表面電極10,10’,11,11’が形成されてい
る。ここに、表面電極10,10’がそれぞれ主端子M
T1,MT2を構成し、表面電極11,11’がそれぞ
れpゲート電極を構成している。
Each of the above-mentioned regions 2 to 8, 2 'to 8' is formed on the main surface side of n-type semiconductor substrate 1, and an insulating film made of a silicon oxide film is formed on the main surface of n-type semiconductor substrate 1. The surface electrodes 10, 10 ', 11, and 11' are formed by appropriately providing contact holes in the insulating film 9. Here, the surface electrodes 10 and 10 'are respectively connected to the main terminals M
T1 and MT2 are formed, and the surface electrodes 11 and 11 'are each configured as a p-gate electrode.

【0034】また、上述の各絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタT3,T3’の各ドレイン電極はそれぞれ表面電
極11,11’により構成され(つまり、pゲート電極
と共通化され)、各ソース電極はそれぞれ表面電極1
0’,10により構成されている(つまり、主端子MT
2,MT1と共通化されている)。
The drain electrodes of the insulated gate field effect transistors T3 and T3 'are respectively constituted by surface electrodes 11 and 11' (that is, they are shared with the p gate electrode), and the source electrodes are respectively formed on the surface. Electrode 1
0 ′, 10 (that is, the main terminal MT).
2, MT1).

【0035】ところで、本実施形態の半導体装置では、
p形アノード領域2,2’を従来構成で説明したp形ウ
ェル領域6’,6と共有化してあり(つまり、p形アノ
ード領域2とp形ウェル領域6’とを共通化し、p形ア
ノード領域2’とp形ウェル領域6とを共通化してあ
り)、本実施形態の半導体装置において形成される寄生
トライアックは、p形アノード領域2’、n形半導体基
板1、p形ウェル領域6’、n形ドレイン領域7’のp
npn4層構造と、p形アノード領域2、n形半導体基
板1、p形ウェル領域6、n形ドレイン領域7のpnp
n4層構造とを有している。
By the way, in the semiconductor device of this embodiment,
The p-type anode regions 2 and 2 'are shared with the p-type well regions 6' and 6 described in the conventional configuration (that is, the p-type anode region 2 and the p-type well region 6 'are shared and the p-type anode The region 2 'and the p-type well region 6 are commonly used), and the parasitic triac formed in the semiconductor device of the present embodiment includes the p-type anode region 2', the n-type semiconductor substrate 1, and the p-type well region 6 ' Of the n-type drain region 7 '
npn 4-layer structure, pnp of p-type anode region 2, n-type semiconductor substrate 1, p-type well region 6, and n-type drain region 7
n4 layer structure.

【0036】ここにおいて、本実施形態の半導体装置で
は、p形アノード領域2,2’とn形半導体基板1とp
形ウェル領域6,6’とからなる各pnpトランジスタ
のベース幅を、p形アノード領域2,2’とn形半導体
基板1とp形ゲート領域3,3’とからなる各pnpト
ランジスタT2,T2’のベース幅よりも大きくするこ
とにより、p形アノード領域2,2’とn形半導体基板
1とp形ゲート領域3,3’とからなるpnpトランジ
スタT2,T2’の電流増幅率を、アノード領域2,
2’とn形半導体基板1とp形ウェル領域6,6’とか
らなるpnpトランジスタの電流増幅率よりも大きくし
てある。すなわち、トライアック22の等価回路におけ
る各pnpトランジスタT2,T2’の電流増幅率を寄
生トライアックの一部を構成する各pnpトランジスタ
の電流増幅率よりも大きくしてある。
Here, in the semiconductor device of this embodiment, the p-type anode regions 2 and 2 ′, the n-type semiconductor substrate 1 and the p-type
The base width of each pnp transistor composed of the p-type well regions 6 and 6 'is set to the respective pnp transistors T2 and T2 composed of the p-type anode regions 2 and 2', the n-type semiconductor substrate 1, and the p-type gate regions 3 and 3 '. , The current amplification factor of the pnp transistors T2 and T2 'comprising the p-type anode regions 2 and 2', the n-type semiconductor substrate 1 and the p-type gate regions 3 and 3 ' Region 2,
The current amplification factor is larger than that of a pnp transistor composed of 2 ′, n-type semiconductor substrate 1, and p-type well regions 6, 6 ′. That is, the current amplification factor of each pnp transistor T2, T2 'in the equivalent circuit of the triac 22 is made larger than the current amplification factor of each pnp transistor forming a part of the parasitic triac.

【0037】このようにトライアックの一部を構成する
pnpトランジスタT2,T2’の電流増幅率を寄生ト
ライアックの一部を構成するpnpトランジスタの電流
増幅率よりも大きくすることにより、本実施形態の半導
体装置では、各p形アノード領域2,2’とn形半導体
基板1と各p形ゲート領域3,3’とからなるpnpト
ランジスタT2,T2’の電流増幅率と、n形半導体基
板1と各p形ゲート領域3,3’と各n形カソード領域
4,4’とからなるnpnトランジスタT1,T1’の
電流増幅率との積が、p形アノード領域2,2’とn形
半導体基板1とp形ウェル領域6,6’とからなるpn
pトランジスタの電流増幅率と、n形半導体基板1とp
形ウェル領域6,6’とn形ドレイン領域7,7’とか
らなるnpnトランジスタの電流増幅率との積よりも大
きくしてある。すなわち、トライアックを構成するpn
pトランジスタT2,T2’の電流増幅率とnpnトラ
ンジスタT1,T1’の電流増幅率との積を、寄生トラ
イアックを構成するpnpトランジスタの電流増幅率と
npnトランジスタの電流増幅率との積よりも大きくし
てある。
As described above, by making the current amplification factors of the pnp transistors T2 and T2 'forming a part of the triac larger than the current amplification factors of the pnp transistors forming a part of the parasitic triac, the semiconductor of the present embodiment is improved. In the device, the current amplification factors of the pnp transistors T2 and T2 'each including the p-type anode regions 2 and 2', the n-type semiconductor substrate 1, and the respective p-type gate regions 3 and 3 ', and the n-type semiconductor substrate 1 and The product of the current amplification factor of the npn transistors T1 and T1 'composed of the p-type gate regions 3, 3' and the respective n-type cathode regions 4, 4 'is equal to the p-type anode regions 2, 2' and the n-type semiconductor substrate 1. Composed of the p-type well regions 6 and 6 '
The current amplification factor of the p-transistor, the n-type semiconductor substrate 1 and p
It is larger than the product of the current amplification factor of the npn transistor composed of the well regions 6, 6 'and the n-type drain regions 7, 7'. That is, the pn that constitutes the triac
The product of the current amplification factor of the p-transistors T2 and T2 'and the current amplification factor of the npn transistors T1 and T1' is larger than the product of the current amplification factor of the pnp transistor constituting the parasitic triac and the current amplification factor of the npn transistor. I have.

【0038】しかして、本実施形態の半導体装置では、
トライアックの光点弧感度が寄生トライアックの光点弧
感度よりも大きくなるので、照射される光による照度を
増大させても寄生トライアックが光点弧するのを防止す
ることができるから、ゼロクロス動作が不安定になら
ず、ゼロクロス動作を確保することができる。
Thus, in the semiconductor device of this embodiment,
Since the light firing sensitivity of the triac is greater than the light firing sensitivity of the parasitic triac, it is possible to prevent the light emission of the parasitic triac even if the illuminance of the irradiated light is increased. The zero-cross operation can be ensured without becoming unstable.

【0039】(実施形態2)本実施形態の半導体装置の
基本構成は図18ないし図20に示した従来構成と同じ
であって、図3ないし図5に示す構造を有し、n形半導
体基板1とp形ウェル領域6,6’とn形ドレイン領域
7,7’とからなるnpnトランジスタのベース濃度
を、n形半導体基板1とp形ゲート領域3,3’とn形
カソード領域4,4’とからなるnpnトランジスタT
1,T1’のベース濃度よりも大きくしている点に特徴
がある。要するに、図4,5において矢印F1,F2の
向きに沿った不純物濃度の深さプロファイルに特徴があ
る。ここに、図4は図3のB−B’断面図であり、図5
は図3のC−C’断面図である。なお、図18ないし図
20および図15に示した従来構成と同様の構成要素に
は同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2) The basic configuration of the semiconductor device of this embodiment is the same as the conventional configuration shown in FIGS. 18 to 20 and has the structure shown in FIGS. 1 and p-type well regions 6, 6 'and n-type drain regions 7, 7', the base concentration of the npn semiconductor substrate 1, p-type gate regions 3, 3 ', n-type cathode region 4, 4 ′ npn transistor T
The feature is that it is higher than the base density of 1, T1 '. In short, the feature is the depth profile of the impurity concentration along the directions of arrows F1 and F2 in FIGS. Here, FIG. 4 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 3. The same components as those in the conventional configuration shown in FIGS. 18 to 20 and 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0040】図6は各矢印F1,F2の向きに沿った不
純物濃度の深さプロファイルを示し、図6中に実線で示
す深さプロファイルが矢印F1に沿った深さプロファイ
ル、同図中に破線で示す深さプロファイルが矢印F2に
沿った深さプロファイルをそれぞれ示している。なお、
図6中においてn形拡散層と記載した部分は、矢印F1
に沿った深さプロファイルに関してはn形カソード領域
4’に対応し、矢印F2に沿った深さプロファイルに関
してはn形ドレイン領域7’に対応する。また、図6中
においてp形拡散層と記載した部分は、矢印F1に沿っ
た深さプロファイルに関してはp形ゲート領域3’に対
応し、矢印F2に沿った深さプロファイルに関してはp
形ウェル領域6’に対応する。
FIG. 6 shows the depth profile of the impurity concentration along the directions of the arrows F1 and F2. The depth profile shown by the solid line in FIG. 6 is the depth profile along the arrow F1, and the broken line in FIG. Indicate the depth profile along the arrow F2. In addition,
In FIG. 6, a portion described as an n-type diffusion layer is indicated by an arrow F1.
Corresponds to the n-type cathode region 4 ', and the depth profile along the arrow F2 corresponds to the n-type drain region 7'. In FIG. 6, a portion described as a p-type diffusion layer corresponds to the p-type gate region 3 'with respect to the depth profile along the arrow F1, and corresponds to p with respect to the depth profile along the arrow F2.
It corresponds to the shaped well region 6 '.

【0041】要するに、本実施形態の半導体装置では、
寄生トライアックの一部を構成するnpnトランジスタ
のベース濃度(図6中におけるp形拡散層の濃度)をト
ライアックの一部を構成するnpnトランジスタT1,
T1’のベース濃度(図6中におけるp形拡散層の濃
度)よりも大きくすることにより、n形半導体基板1と
p形ゲート領域3,3’とn形カソード領域4,4’と
からなるnpnトランジスタT1,T1’の電流増幅率
を、n形半導体基板1とp形ウェル領域6,6’とn形
ドレイン領域7,7’とからなるnpnトランジスタの
電流増幅率よりも大きくしてある。なお、図6ではp形
ゲート領域3’の不純物濃度のピーク値N1を、p形ウ
ェル領域6’(寄生トライアックのゲート領域に相当す
る領域)の不純物濃度のピーク値N2よりも低く設定し
てある。
In short, in the semiconductor device of this embodiment,
The base concentration (concentration of the p-type diffusion layer in FIG. 6) of the npn transistor forming a part of the parasitic triac is determined by the npn transistor T1 and the npn transistor T1 forming a part of the triac.
By increasing the base concentration of T1 '(the concentration of the p-type diffusion layer in FIG. 6), the semiconductor device is composed of the n-type semiconductor substrate 1, the p-type gate regions 3, 3', and the n-type cathode regions 4, 4 '. The current amplification factor of the npn transistors T1 and T1 'is made larger than the current amplification factor of the npn transistor including the n-type semiconductor substrate 1, the p-type well regions 6, 6', and the n-type drain regions 7, 7 '. . In FIG. 6, the peak value N1 of the impurity concentration of the p-type gate region 3 'is set lower than the peak value N2 of the impurity concentration of the p-type well region 6' (a region corresponding to the gate region of the parasitic triac). is there.

【0042】すなわち、本実施形態の半導体装置では、
トライアックの等価回路におけるnpnトランジスタT
1,T1’の電流増幅率を寄生トライアックの一部を構
成するnpnトランジスタの電流増幅率よりも大きくし
てある。
That is, in the semiconductor device of this embodiment,
Npn transistor T in equivalent circuit of triac
1, the current amplification factor of T1 'is made larger than the current amplification factor of the npn transistor which forms a part of the parasitic triac.

【0043】このように、トライアックの等価回路にお
けるnpnトランジスタT1,T1’の電流増幅率を寄
生トライアックの一部を構成するnpnトランジスタの
電流増幅率よりも大きくすることにより、本実施形態で
は、p形アノード領域2,2’とn形半導体基板1とp
形ゲート領域3,3’とからなるpnpトランジスタT
2,T2’の電流増幅率と、n形半導体基板1とp形ゲ
ート領域3,3’とn形カソード領域4,4’とからな
るnpnトランジスタT1,T1’の電流増幅率との積
を、p形アノード領域2,2’とn形半導体基板1とp
形ウェル領域6,6’とからなるpnpトランジスタの
電流増幅率と、n形半導体基板1とp形ウェル領域6,
6’とn形ドレイン領域7,7’とからなるnpnトラ
ンジスタの電流増幅率との積よりも大きくしてある。す
なわち、トライアックを構成するpnpトランジスタT
2,T2’の電流増幅率とnpnトランジスタT1,T
1’の電流増幅率との積を、寄生トライアックを構成す
るpnpトランジスタの電流増幅率とnpnトランジス
タの電流増幅率との積よりも大きくしてある。
As described above, by making the current amplification factor of the npn transistors T1 and T1 'in the equivalent circuit of the triac larger than the current amplification factor of the npn transistor forming a part of the parasitic triac, in the present embodiment, p -Type anode regions 2, 2 ', n-type semiconductor substrate 1, and p-type
Pnp transistor T composed of gate regions 3, 3 '
2, the product of the current amplification factor of T2 'and the current amplification factor of npn transistors T1, T1' comprising n-type semiconductor substrate 1, p-type gate regions 3, 3 'and n-type cathode regions 4, 4'. , P-type anode regions 2 and 2 ′, n-type semiconductor substrate 1 and p-type
Current amplification factor of a pnp transistor composed of n-type well regions 6 and 6 ′, n-type semiconductor substrate 1 and p-type well regions 6 and 6 ′.
It is larger than the product of the current amplification factor of the npn transistor composed of 6 'and the n-type drain regions 7, 7'. That is, the pnp transistor T forming the triac
2, T2 'current amplification factor and npn transistors T1, T
The product of the current amplification factor of 1 ′ is larger than the product of the current amplification factor of the pnp transistor and the current amplification factor of the npn transistor constituting the parasitic triac.

【0044】しかして、本実施形態の半導体装置では、
トライアックの光点弧感度が寄生トライアックの光点弧
感度よりも大きくなるので、照射される光による照度を
増大させても寄生トライアックが光点弧するのを防止す
ることができるから、ゼロクロス動作が不安定になら
ず、ゼロクロス動作を確保することができる。
Thus, in the semiconductor device of this embodiment,
Since the light firing sensitivity of the triac is greater than the light firing sensitivity of the parasitic triac, it is possible to prevent the light emission of the parasitic triac even if the illuminance of the irradiated light is increased. The zero-cross operation can be ensured without becoming unstable.

【0045】(実施形態3)本実施形態の半導体装置の
基本構成は実施形態および図18ないし図20に示した
従来構成と同じであって、図7および図8に示すよう
に、上述のn形ドレイン領域7,7’、n形ソース領域
8,8’、ゲート電極12,12’などにより構成され
る絶縁ゲート電界効果トランジスタT3,T3’の上方
に遮光膜15,15’を設けている点に特徴がある。こ
こに、遮光膜15,15’はn形半導体基板1の主表面
側において各電極10,10’,11,11’,12,
12’を覆うように形成された絶縁膜14(図8参照)
上に形成してある。すなわち、遮光膜15,15’は、
絶縁ゲート電界効果トランジスタT3,T3’の主表面
側を覆うように形成されている。なお、図7においては
絶縁膜14の図示を省略してある。
(Embodiment 3) The basic structure of the semiconductor device of this embodiment is the same as that of the embodiment and the conventional structure shown in FIGS. 18 to 20, and as shown in FIGS. Light-shielding films 15 and 15 'are provided above the insulated gate field effect transistors T3 and T3' formed by the drain regions 7, 7 ', the n-type source regions 8, 8', and the gate electrodes 12, 12 '. There is a feature in the point. Here, the light-shielding films 15 and 15 ′ are provided on the main surface side of the n-type semiconductor substrate 1 on the respective electrodes 10, 10 ′, 11, 11 ′, 12,
An insulating film 14 formed so as to cover 12 ′ (see FIG. 8)
Formed above. That is, the light shielding films 15 and 15 ′
It is formed so as to cover the main surface side of the insulated gate field effect transistors T3 and T3 '. In FIG. 7, illustration of the insulating film 14 is omitted.

【0046】しかして、本実施形態の半導体装置では、
寄生トライアックが光点弧するような光が寄生トライア
ックに照射されるのを遮光膜15,15’によって防ぐ
ことができるので、照射される光による照度を増大させ
ても寄生トライアックが光点弧するのを防止することが
でき、ゼロクロス動作が不安定にならず、ゼロクロス動
作を確保することができる。なお、遮光膜15,15’
は光を完全に遮るものに限らず、寄生トライアックの光
点弧を防止できる程度に光透過率が小さい膜であればよ
い。
Thus, in the semiconductor device of this embodiment,
Since the light which irradiates the parasitic triac can be prevented from being irradiated on the parasitic triac by the light shielding films 15 and 15 ', the parasitic triac can be light-irradiated even if the illuminance by the irradiated light is increased. Can be prevented, the zero-cross operation does not become unstable, and the zero-cross operation can be ensured. The light shielding films 15 and 15 '
The film is not limited to a film that completely blocks light, but may be a film having a light transmittance small enough to prevent light firing of a parasitic triac.

【0047】ところで、上記各実施形態の半導体装置
は、図15に示すような等価回路で表され絶縁ゲート電
界トランジスタT3,T3’のゲートが上記サイリスタ
のアノード(つまり、主端子MT1,MT2)に接続さ
れているが、絶縁ゲート電界トランジスタT3,T3’
のゲートがn形半導体基板1に接続されるように変更し
ても同様の効果が得られる。また、上記各実施形態にお
けるn形半導体基板1としては例えばシリコン基板を用
いればよいが、シリコン基板以外の半導体基板を用いて
もよい。
The semiconductor device of each of the above embodiments is represented by an equivalent circuit as shown in FIG. 15, and the gates of the insulated gate field-effect transistors T3 and T3 'are connected to the anodes of the thyristors (that is, the main terminals MT1 and MT2). Connected, but with insulated gate field transistors T3, T3 '
The same effect can be obtained even if the gate is changed to be connected to the n-type semiconductor substrate 1. Further, as the n-type semiconductor substrate 1 in each of the above embodiments, for example, a silicon substrate may be used, but a semiconductor substrate other than the silicon substrate may be used.

【0048】[0048]

【発明の効果】請求項1の発明は、半導体基板にトライ
アックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタお
よび2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジ
スタのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主
表面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲー
ト電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアッ
クを構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソ
ード間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタの
ゲートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体
基板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記
トライアックの点弧感度を、前記サイリスタのアノード
領域と前記半導体基板と前記ウェル領域と前記ドレイン
領域とからなる寄生トライアックの点弧感度よりも大き
くしたものであり、前記トライアックの点弧感度が寄生
トライアックの点弧感度よりも大きいので、照射される
光による照度を増大させても寄生トライアックが光点弧
するのを防止することができるから、ゼロクロス動作が
不安定にならず、ゼロクロス動作を確保することができ
るという効果がある。
According to the first aspect of the present invention, a semiconductor substrate is provided with a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are on the main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field transistor is connected to the anode of the thyristor Or a semiconductor device connected to any of the semiconductor substrates, wherein the firing sensitivity of the triac is reduced by the firing of a parasitic triac including the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, the well region, and the drain region. Which is larger than the sensitivity Since the firing sensitivity of the triac is higher than the firing sensitivity of the parasitic triac, it is possible to prevent the parasitic triac from firing even if the illuminance of the irradiated light is increased, so that the zero-cross operation is unstable. This has the effect that the zero-cross operation can be ensured.

【0049】請求項2の発明は、半導体基板にトライア
ックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよ
び2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表
面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート
電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアック
を構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソー
ド間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲ
ートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基
板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記サ
イリスタのアノード領域と前記半導体基板と前記サイリ
スタのゲート領域とからなるトランジスタの電流増幅率
と、前記半導体基板と前記サイリスタのゲート領域と前
記サイリスタのカソード領域とからなるトランジスタの
電流増幅率との積を、前記サイリスタのアノード領域と
前記半導体基板と前記ウェル領域とからなるトランジス
タの電流増幅率と、前記半導体基板と前記ウェル領域と
前記ドレイン領域とからなるトランジスタの電流増幅率
との積よりも大きくしたものであり、前記トライアック
を構成するpnpトランジスタの電流増幅率とnpnト
ランジスタの電流増幅率との積が寄生トライアックを構
成するpnpトランジスタの電流増幅率とnpnトラン
ジスタの電流増幅率との積よりも大きいので、前記トラ
イアックの点弧感度が寄生トライアックの点弧感度より
も大きくなり、照射される光による照度を増大させても
寄生トライアックが光点弧するのを防止することができ
るから、ゼロクロス動作が不安定にならず、ゼロクロス
動作を確保することができるという効果がある。
According to a second aspect of the present invention, a semiconductor substrate includes a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field effect transistor is the anode of the thyristor or the A semiconductor device connected to any of the semiconductor substrates, wherein a current amplification factor of a transistor including an anode region of the thyristor, a gate region of the semiconductor substrate and a gate region of the thyristor, and a gate region of the semiconductor substrate and the thyristor; The power of the thyristor The product of the current amplification factor of the transistor formed of the thyristor, the current amplification factor of the transistor formed of the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the well region, and the semiconductor substrate, the well region, and the drain region And the product of the current amplification factor of the pnp transistor forming the triac and the current amplification factor of the npn transistor is the current of the pnp transistor forming the parasitic triac. Since the amplification factor is larger than the product of the current amplification factor of the npn transistor, the ignition sensitivity of the triac becomes greater than the ignition sensitivity of the parasitic triac. Since ignition can be prevented, zero-cross operation becomes unstable Razz, there is an effect that it is possible to ensure a zero-crossing operation.

【0050】請求項3の発明は、半導体基板にトライア
ックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよ
び2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表
面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート
電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアック
を構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソー
ド間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲ
ートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基
板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記サ
イリスタのアノード領域と前記半導体基板と前記サイリ
スタのゲート領域とからなるトランジスタの電流増幅率
を、前記サイリスタのアノード領域と前記半導体基板と
前記ウェル領域とからなるトランジスタの電流増幅率よ
りも大きくしたものであり、例えば半導体基板の導電形
がn形であるとすれば、前記トライアックを構成するp
npトランジスタの電流増幅率が寄生トライアックを構
成するpnpトランジスタの電流増幅率よりも大きいの
で、前記トライアックを構成するpnpトランジスタの
電流増幅率とnpnトランジスタの電流増幅率との積を
寄生トライアックを構成するpnpトランジスタの電流
増幅率とnpnトランジスタの電流増幅率との積よりも
大きくすることができ、前記トライアックの点弧感度が
寄生トライアックの点弧感度よりも大きくなり、照射さ
れる光による照度を増大させても寄生トライアックが光
点弧するのを防止することができるから、ゼロクロス動
作が不安定にならず、ゼロクロス動作を確保することが
できるという効果がある。
According to a third aspect of the present invention, a semiconductor substrate includes a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field effect transistor is the anode of the thyristor or the A semiconductor device connected to any of the semiconductor substrates, wherein a current amplification factor of a transistor including an anode region of the thyristor, a gate region of the semiconductor substrate, and a gate region of the thyristor; The well region and Is obtained by larger than the current amplification factor of the Ranaru transistors, for example, if the conductivity type of the semiconductor substrate is n-type, p constituting the triac
Since the current amplification factor of the np transistor is larger than the current amplification factor of the pnp transistor forming the parasitic triac, the product of the current amplification factor of the pnp transistor forming the triac and the current amplification factor of the npn transistor forms the parasitic triac. It can be made larger than the product of the current amplification factor of the pnp transistor and the current amplification factor of the npn transistor, and the ignition sensitivity of the triac becomes greater than the ignition sensitivity of the parasitic triac, increasing the illuminance due to the emitted light. Even if this is done, the light emission of the parasitic triac can be prevented, so that there is an effect that the zero-cross operation does not become unstable and the zero-cross operation can be secured.

【0051】請求項4の発明は、半導体基板にトライア
ックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよ
び2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表
面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート
電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアック
を構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソー
ド間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲ
ートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基
板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記サ
イリスタのアノード領域と前記半導体基板と前記ウェル
領域とからなるトランジスタのベース幅を、前記サイリ
スタのアノード領域と前記半導体基板と前記サイリスタ
のゲート領域とからなるトランジスタのベース幅よりも
大きくしたものであり、例えば半導体基板の導電形がn
形であるとすれば、寄生トライアックを構成するpnp
トランジスタのベース幅が前記トライアックを構成する
pnpトランジスタのベース幅よりも大きいので、前記
トライアックを構成するpnpトランジスタの電流増幅
率が寄生トライアックを構成するpnpトランジスタの
電流増幅率よりも大きくなり、前記トライアックを構成
するpnpトランジスタの電流増幅率とnpnトランジ
スタの電流増幅率との積を寄生トライアックを構成する
pnpトランジスタの電流増幅率とnpnトランジスタ
の電流増幅率との積よりも大きくすることができ、前記
トライアックの点弧感度が寄生トライアックの点弧感度
よりも大きくなるから、照射される光による照度を増大
させても寄生トライアックが光点弧するのを防止するこ
とができ、ゼロクロス動作が不安定にならず、ゼロクロ
ス動作を確保することができるという効果がある。
According to a fourth aspect of the present invention, a semiconductor substrate includes a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field effect transistor is the anode of the thyristor or the A semiconductor device connected to any of the semiconductor substrates, wherein a base width of a transistor including the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the well region is set to an anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the thyristor. The gate area Composed and made larger than the base width of the transistor, for example, the conductivity type of the semiconductor substrate is n
Pnp that constitutes a parasitic triac
Since the base width of the transistor is larger than the base width of the pnp transistor that forms the triac, the current amplification factor of the pnp transistor that forms the triac becomes larger than the current amplification factor of the pnp transistor that forms the parasitic triac. And the product of the current amplification factor of the pnp transistor and the current amplification factor of the npn transistor can be larger than the product of the current amplification factor of the pnp transistor and the current amplification factor of the npn transistor that constitute the parasitic triac. Since the firing sensitivity of the triac is higher than the firing sensitivity of the parasitic triac, it is possible to prevent the parasitic triac from firing even when the illuminance of the irradiated light is increased, and the zero-cross operation becomes unstable. And ensure zero-cross operation There is an effect that theft can be.

【0052】請求項5の発明は、半導体基板にトライア
ックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよ
び2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表
面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート
電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアック
を構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソー
ド間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲ
ートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基
板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記半
導体基板と前記サイリスタのゲート領域と前記サイリス
タのカソード領域とからなるトランジスタの電流増幅率
を、前記半導体基板と前記ウェル領域と前記ドレイン領
域とからなるトランジスタの電流増幅率よりも大きくし
たものであり、例えば半導体基板の導電形がn形である
とすれば、前記トライアックを構成するnpnトランジ
スタの電流増幅率が寄生トライアックを構成するnpn
トランジスタの電流増幅率よりも大きいので、前記トラ
イアックを構成するpnpトランジスタの電流増幅率と
npnトランジスタの電流増幅率との積を寄生トライア
ックを構成するpnpトランジスタの電流増幅率とnp
nトランジスタの電流増幅率との積よりも大きくするこ
とができ、前記トライアックの点弧感度が寄生トライア
ックの点弧感度よりも大きくなり、照射される光による
照度を増大させても寄生トライアックが光点弧するのを
防止することができるから、ゼロクロス動作が不安定に
ならず、ゼロクロス動作を確保することができるという
効果がある。
According to a fifth aspect of the present invention, a semiconductor substrate includes a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field effect transistor is the anode of the thyristor or the A semiconductor device connected to any of the semiconductor substrates, wherein a current amplification factor of a transistor including the semiconductor substrate, a gate region of the thyristor, and a cathode region of the thyristor is set to a value corresponding to the semiconductor substrate, the well region, and the drain; Tiger consisting of area Is obtained by larger than the current amplification factor of the register, for example, if the conductivity type of the semiconductor substrate is n-type, npn current amplification factor of the npn transistors constituting the triac constitutes a parasitic triac
Since the current amplification factor is larger than the current amplification factor of the transistor, the product of the current amplification factor of the pnp transistor constituting the triac and the current amplification factor of the npn transistor is obtained by multiplying the current amplification factor of the pnp transistor constituting the parasitic triac by np
It can be greater than the product of the current amplification factor of the n-transistor and the ignition sensitivity of the triac becomes greater than the ignition sensitivity of the parasitic triac. Since firing can be prevented, the zero-cross operation does not become unstable, and the zero-cross operation can be ensured.

【0053】請求項6の発明は、半導体基板にトライア
ックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよ
び2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表
面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート
電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアック
を構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソー
ド間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲ
ートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体基
板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記半
導体基板と前記ウェル領域と前記ドレイン領域とからな
るトランジスタのベース濃度を、前記半導体基板と前記
サイリスタのゲート領域と前記サイリスタのカソード領
域とからなるトランジスタのベース濃度よりも大きくし
たものであり、例えば半導体基板の導電形がn形である
とすれば、寄生トライアックを構成するnpnトランジ
スタのベース濃度が前記トライアックを構成するnpn
トランジスタのベース濃度よりも大きいので、前記トラ
イアックを構成するnpnトランジスタの電流増幅率が
寄生トライアックを構成するnpnトランジスタの電流
増幅率よりも大きくなり、前記トライアックを構成する
pnpトランジスタの電流増幅率とnpnトランジスタ
の電流増幅率との積を寄生トライアックを構成するpn
pトランジスタの電流増幅率とnpnトランジスタの電
流増幅率との積よりも大きくすることができ、前記トラ
イアックの点弧感度が寄生トライアックの点弧感度より
も大きくなるから、照射される光による照度を増大させ
ても寄生トライアックが光点弧するのを防止することが
でき、ゼロクロス動作が不安定にならず、ゼロクロス動
作を確保することができるという効果がある。
According to a sixth aspect of the present invention, a semiconductor substrate includes a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac, and the gate of the insulated gate field effect transistor is the anode of the thyristor or the A semiconductor device connected to one of a semiconductor substrate, wherein a base concentration of a transistor including the semiconductor substrate, the well region, and the drain region is set to a value corresponding to the semiconductor substrate, the gate region of the thyristor, and the cathode region of the thyristor. A tiger consisting of And made larger than the base density of the register, for example, if the conductivity type of the semiconductor substrate is n-type, npn base concentration of npn transistors constituting the parasitic triac constituting said triac
Since the current density is higher than the base concentration of the transistor, the current amplification factor of the npn transistor forming the triac becomes larger than the current amplification factor of the npn transistor forming the parasitic triac, and the current amplification factor of the pnp transistor forming the triac and npn The product of the current amplification factor of the transistor and pn which constitutes a parasitic triac
It can be made larger than the product of the current amplification factor of the p transistor and the current amplification factor of the npn transistor, and the ignition sensitivity of the triac becomes larger than the ignition sensitivity of the parasitic triac. Even if it is increased, the light emission of the parasitic triac can be prevented, and the zero-cross operation does not become unstable, and the zero-cross operation can be ensured.

【0054】請求項7の発明は、半導体基板に光点弧ト
ライアックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジス
タおよび2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタのドレイン領域およびソース領域が半導体基板
の主表面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁
ゲート電界効果トランジスタおよび各抵抗がトライアッ
クを構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソ
ード間に接続され、前記絶縁ゲート電界トランジスタの
ゲートが前記サイリスタのアノード若しくは前記半導体
基板のいずれかに接続された半導体装置であって、前記
絶縁ゲート電界効果トランジスタの主表面側を覆う遮光
膜を設けたものであり、寄生トライアックが光点弧する
ような光が寄生トライアックに照射されるのを遮光膜に
よって防ぐことができるので、照射される光による照度
を増大させても寄生トライアックが光点弧するのを防止
することができ、ゼロクロス動作が不安定にならず、ゼ
ロクロス動作を確保することができるという効果があ
る。なお、遮光膜は光を完全に遮るものに限らず、寄生
トライアックの光点弧を防止できる程度に光透過率が小
さい膜であればよい。
According to a seventh aspect of the present invention, a semiconductor substrate is provided with a light-triggering triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and the drain region and the source region of each insulated gate field effect transistor are formed on the main surface of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor formed in the well region formed on the side are connected between the gate and cathode of each of two thyristors forming a triac, and the gate of the insulated gate field transistor is connected to the anode of the thyristor. Or a semiconductor device connected to one of the semiconductor substrates, wherein a light-shielding film is provided to cover a main surface side of the insulated gate field-effect transistor, and light such that a parasitic triac ignites light is generated. It is possible to prevent the triac from being irradiated by the light-shielding film. Therefore, even if the illuminance due to the irradiated light is increased, it is possible to prevent the parasitic triac from igniting light, and the zero-cross operation does not become unstable, and the zero-cross operation can be ensured. . The light-shielding film is not limited to a film that completely blocks light, but may be a film having a light transmittance that is small enough to prevent light emission of a parasitic triac.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment.

【図2】同上の概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of the same.

【図3】実施形態2を示す概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing a second embodiment.

【図4】同上を示し、図3のB−B’断面図である。4 is a sectional view taken along the line B-B 'of FIG. 3, showing the above.

【図5】同上を示し、図3のC−C’断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line C-C 'of FIG. 3, showing the same as above.

【図6】同上を示し、要部における不純物濃度の深さプ
ロファイルの説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a depth profile of an impurity concentration in a main part according to the first embodiment;

【図7】実施形態3を示す概略平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view showing a third embodiment.

【図8】同上を示し、図7のC−C’断面図である。8 is a sectional view taken along the line C-C 'of FIG. 7, showing the same as above.

【図9】従来例を示す概略断面図である。FIG. 9 is a schematic sectional view showing a conventional example.

【図10】同上の概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the above.

【図11】同上の等価回路図である。FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the above.

【図12】他の従来例の概略構成図である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram of another conventional example.

【図13】同上の等価回路図である。FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the above.

【図14】別の従来例の概略構成図である。FIG. 14 is a schematic configuration diagram of another conventional example.

【図15】さらに他の従来例を示す半導体リレーの等価
回路図である。
FIG. 15 is an equivalent circuit diagram of a semiconductor relay showing still another conventional example.

【図16】同上の使用例を示す回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram showing a usage example of the above.

【図17】同上の使用例における動作説明図である。FIG. 17 is an operation explanatory diagram in the usage example of the above.

【図18】同上の半導体リレーに用いる半導体装置の概
略平面図である。
FIG. 18 is a schematic plan view of a semiconductor device used for the semiconductor relay of the above.

【図19】図18のB−B’断面図である。19 is a sectional view taken along line B-B 'of FIG.

【図20】図18のC−C’断面図である。20 is a sectional view taken along line C-C 'of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n形半導体基板 2,2’ p形アノード領域 3,3’ p形ゲート領域 4,4’ n形カソード領域 6,6’ p形ウェル領域 7,7’ n形ドレイン領域 8,8’ n形ソース領域 9 絶縁膜 10,10’ 表面電極 11,11’ 表面電極 12,12’ ゲート電極 1 n-type semiconductor substrate 2, 2 'p-type anode region 3, 3' p-type gate region 4, 4 'n-type cathode region 6, 6' p-type well region 7, 7 'n-type drain region 8, 8' n Source region 9 Insulating film 10, 10 'Surface electrode 11, 11' Surface electrode 12, 12 'Gate electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板にトライアックおよび2つの
絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび2つの抵抗を備
え、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域
およびソース領域が半導体基板の主表面側に形成したウ
ェル領域内に形成され、各絶縁ゲート電界効果トランジ
スタおよび各抵抗が前記トライアックを構成する2つの
サイリスタそれぞれのゲート・カソード間に接続され、
前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲートが前記サイリ
スタのアノード若しくは前記半導体基板のいずれかに接
続された半導体装置であって、前記トライアックの点弧
感度を、前記サイリスタのアノード領域と前記半導体基
板と前記ウェル領域と前記ドレイン領域とからなる寄生
トライアックの点弧感度よりも大きくしてあることを特
徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate comprising a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, wherein a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed in a well region formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Formed, each insulated gate field effect transistor and each resistor being connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac;
A semiconductor device in which the gate of the insulated gate field-effect transistor is connected to either the anode of the thyristor or the semiconductor substrate, and the ignition sensitivity of the triac is reduced by changing the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the well region. A semiconductor device, wherein the ignition sensitivity is higher than a firing sensitivity of a parasitic triac including the drain region and the drain region.
【請求項2】 半導体基板にトライアックおよび2つの
絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび2つの抵抗を備
え、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域
およびソース領域が半導体基板の主表面側に形成したウ
ェル領域内に形成され、各絶縁ゲート電界効果トランジ
スタおよび各抵抗が前記トライアックを構成する2つの
サイリスタそれぞれのゲート・カソード間に接続され、
前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲートが前記サイリ
スタのアノード若しくは前記半導体基板のいずれかに接
続された半導体装置であって、前記サイリスタのアノー
ド領域と前記半導体基板と前記サイリスタのゲート領域
とからなるトランジスタの電流増幅率と、前記半導体基
板と前記サイリスタのゲート領域と前記サイリスタのカ
ソード領域とからなるトランジスタの電流増幅率との積
を、前記サイリスタのアノード領域と前記半導体基板と
前記ウェル領域とからなるトランジスタの電流増幅率
と、前記半導体基板と前記ウェル領域と前記ドレイン領
域とからなるトランジスタの電流増幅率との積よりも大
きくしてあることを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor substrate comprising a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, wherein a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed in a well region formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Formed, each insulated gate field effect transistor and each resistor being connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac;
A semiconductor device in which the gate of the insulated gate field-effect transistor is connected to either the anode of the thyristor or the semiconductor substrate, and the current of a transistor including the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the gate region of the thyristor The product of the amplification factor and the current amplification factor of the transistor consisting of the semiconductor substrate, the gate region of the thyristor, and the cathode region of the thyristor is the product of the transistor consisting of the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the well region. A semiconductor device characterized by being larger than a product of a current amplification factor and a current amplification factor of a transistor including the semiconductor substrate, the well region, and the drain region.
【請求項3】 半導体基板にトライアックおよび2つの
絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび2つの抵抗を備
え、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域
およびソース領域が半導体基板の主表面側に形成したウ
ェル領域内に形成され、各絶縁ゲート電界効果トランジ
スタおよび各抵抗が前記トライアックを構成する2つの
サイリスタそれぞれのゲート・カソード間に接続され、
前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲートが前記サイリ
スタのアノード若しくは前記半導体基板のいずれかに接
続された半導体装置であって、前記サイリスタのアノー
ド領域と前記半導体基板と前記サイリスタのゲート領域
とからなるトランジスタの電流増幅率を、前記サイリス
タのアノード領域と前記半導体基板と前記ウェル領域と
からなるトランジスタの電流増幅率よりも大きくしてあ
ることを特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor substrate comprising a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, wherein a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed in a well region formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Formed, each insulated gate field effect transistor and each resistor being connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac;
A semiconductor device in which the gate of the insulated gate field-effect transistor is connected to either the anode of the thyristor or the semiconductor substrate, and the current of a transistor including the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the gate region of the thyristor A semiconductor device, wherein an amplification factor is larger than a current amplification factor of a transistor including the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the well region.
【請求項4】 半導体基板にトライアックおよび2つの
絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび2つの抵抗を備
え、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域
およびソース領域が半導体基板の主表面側に形成したウ
ェル領域内に形成され、各絶縁ゲート電界効果トランジ
スタおよび各抵抗が前記トライアックを構成する2つの
サイリスタそれぞれのゲート・カソード間に接続され、
前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲートが前記サイリ
スタのアノード若しくは前記半導体基板のいずれかに接
続された半導体装置であって、前記サイリスタのアノー
ド領域と前記半導体基板と前記ウェル領域とからなるト
ランジスタのベース幅を、前記サイリスタのアノード領
域と前記半導体基板と前記サイリスタのゲート領域とか
らなるトランジスタのベース幅よりも大きくしてあるこ
とを特徴とする半導体装置。
4. A semiconductor substrate comprising a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, wherein a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed in a well region formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Formed, each insulated gate field effect transistor and each resistor being connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac;
A semiconductor device in which the gate of the insulated gate field-effect transistor is connected to either the anode of the thyristor or the semiconductor substrate, wherein the base width of the transistor including the anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and the well region is A semiconductor device comprising: a transistor including an anode region of the thyristor, the semiconductor substrate, and a gate region of the thyristor;
【請求項5】 半導体基板にトライアックおよび2つの
絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび2つの抵抗を備
え、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域
およびソース領域が半導体基板の主表面側に形成したウ
ェル領域内に形成され、各絶縁ゲート電界効果トランジ
スタおよび各抵抗が前記トライアックを構成する2つの
サイリスタそれぞれのゲート・カソード間に接続され、
前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲートが前記サイリ
スタのアノード若しくは前記半導体基板のいずれかに接
続された半導体装置であって、前記半導体基板と前記サ
イリスタのゲート領域と前記サイリスタのカソード領域
とからなるトランジスタの電流増幅率を、前記半導体基
板と前記ウェル領域と前記ドレイン領域とからなるトラ
ンジスタの電流増幅率よりも大きくしてあることを特徴
とする半導体装置。
5. A semiconductor substrate comprising a triac, two insulated gate field effect transistors and two resistors, wherein a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed in a well region formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Formed, each insulated gate field effect transistor and each resistor being connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac;
A semiconductor device in which the gate of the insulated gate field-effect transistor is connected to either the anode of the thyristor or the semiconductor substrate, and the current of a transistor comprising the semiconductor substrate, the gate region of the thyristor, and the cathode region of the thyristor A semiconductor device, wherein an amplification factor is larger than a current amplification factor of a transistor including the semiconductor substrate, the well region, and the drain region.
【請求項6】 半導体基板にトライアックおよび2つの
絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび2つの抵抗を備
え、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域
およびソース領域が半導体基板の主表面側に形成したウ
ェル領域内に形成され、各絶縁ゲート電界効果トランジ
スタおよび各抵抗が前記トライアックを構成する2つの
サイリスタそれぞれのゲート・カソード間に接続され、
前記絶縁ゲート電界トランジスタのゲートが前記サイリ
スタのアノード若しくは前記半導体基板のいずれかに接
続された半導体装置であって、前記半導体基板と前記ウ
ェル領域と前記ドレイン領域とからなるトランジスタの
ベース濃度を、前記半導体基板と前記サイリスタのゲー
ト領域と前記サイリスタのカソード領域とからなるトラ
ンジスタのベース濃度よりも大きくしてあることを特徴
とする半導体装置。
6. A semiconductor substrate comprising a triac, two insulated gate field effect transistors and two resistors, wherein a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed in a well region formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Formed, each insulated gate field effect transistor and each resistor being connected between the gate and cathode of each of the two thyristors forming the triac;
A semiconductor device in which the gate of the insulated gate field-effect transistor is connected to either the anode of the thyristor or the semiconductor substrate, wherein the base concentration of the transistor comprising the semiconductor substrate, the well region, and the drain region is A semiconductor device, wherein the base concentration of a transistor including a semiconductor substrate, a gate region of the thyristor, and a cathode region of the thyristor is higher than a base concentration of the transistor.
【請求項7】 半導体基板にトライアックおよび2つの
絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび2つの抵抗を備
え、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域
およびソース領域が半導体基板の主表面側に形成したウ
ェル領域内に形成され、各絶縁ゲート電界効果トランジ
スタおよび各抵抗がトライアックを構成する2つのサイ
リスタそれぞれのゲート・カソード間に接続され、前記
絶縁ゲート電界トランジスタのゲートが前記サイリスタ
のアノード若しくは前記半導体基板のいずれかに接続さ
れた半導体装置であって、前記絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタの主表面側を覆う遮光膜を設けてなることを特
徴とする半導体装置。
7. A semiconductor substrate comprising a triac, two insulated gate field effect transistors and two resistors, wherein a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed in a well region formed on a main surface side of the semiconductor substrate. Each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between the gate and cathode of each of two thyristors forming a triac, and the gate of the insulated gate field transistor is connected to either the anode of the thyristor or the semiconductor substrate. A connected semiconductor device, comprising: a light-shielding film that covers a main surface side of the insulated gate field-effect transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008097535A (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Matsushita Electric Works Ltd Two-wire switching device

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