JP2002368222A - 過熱検出機能付き半導体装置 - Google Patents
過熱検出機能付き半導体装置Info
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- JP2002368222A JP2002368222A JP2001175546A JP2001175546A JP2002368222A JP 2002368222 A JP2002368222 A JP 2002368222A JP 2001175546 A JP2001175546 A JP 2001175546A JP 2001175546 A JP2001175546 A JP 2001175546A JP 2002368222 A JP2002368222 A JP 2002368222A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パワーデバイスの過熱検出構造を簡易化する
と共に、周囲の温度変化の影響を排除して正確に過熱変
化を検出する。 【解決手段】 パワーデバイスを形成する同一のシリコ
ン基板１に形成され、前記パワーデバイスの過熱を検出
するものにおいて、抵抗体として見立てたシリコン基板
１上に多結晶シリコン層３を形成すると共に、この多結
晶シリコン層３にｎ＋拡散層８とｐ＋拡散層９を形成し
てＰＮ接合ダイオードを形成し、パワーデバイスの通電
時に流れる電流によシリコン基板１の発熱を前記ＰＮ接
合ダイオードの順方向電圧の変化より検出する。
と共に、周囲の温度変化の影響を排除して正確に過熱変
化を検出する。 【解決手段】 パワーデバイスを形成する同一のシリコ
ン基板１に形成され、前記パワーデバイスの過熱を検出
するものにおいて、抵抗体として見立てたシリコン基板
１上に多結晶シリコン層３を形成すると共に、この多結
晶シリコン層３にｎ＋拡散層８とｐ＋拡散層９を形成し
てＰＮ接合ダイオードを形成し、パワーデバイスの通電
時に流れる電流によシリコン基板１の発熱を前記ＰＮ接
合ダイオードの順方向電圧の変化より検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力用半導体集
積回路を実装した基板上に集積回路に含まれる電力素子
の過熱を検出する感温機能を備えた過熱検出機能付き半
導体装置に関するものである。
積回路を実装した基板上に集積回路に含まれる電力素子
の過熱を検出する感温機能を備えた過熱検出機能付き半
導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この様に制御用パワーＩＣ等の半
導体基板に形成され、そのパワーＩＣに含まれるパワー
デバイスの過熱温度を検出する過熱検出回路として、例
えば、特開平５−１２９５９８号公報に開示されたパワ
ーデバイスの過熱検出回路がある。図４は従来の過熱検
出回路を構成するＰＮ接合でなるダイオードＤを示し、
パワーデバイスとして図５にその詳細を示したデプレッ
ション型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ）がダイオードＤと同一半導
体基板に形成されている。半導体基板は、基底のｎ＋基
板１１とその上に形成されているｎ−エピタキシャル層
１２よりなり、このｎ−エピタキシャル層１２にＰ＋拡
散層１３、ｐ−拡散層１４、ｎ−拡散層１５，ｎ＋拡散
層１６，１７，１８，１９が形成され、ｎ−エピタキシ
ャル層１２のｎ＋層１７、１８にはさまれた表面の上に
絶縁膜２１を介してゲート電極２２、図５に示すｐ−層
１４のｎ＋層１９とｎ−エピタキシャル層１２の露出部
にはさまれた表面の上に絶縁膜２３を介してゲート電極
２４が多結晶シリコン層で形成されている。
導体基板に形成され、そのパワーＩＣに含まれるパワー
デバイスの過熱温度を検出する過熱検出回路として、例
えば、特開平５−１２９５９８号公報に開示されたパワ
ーデバイスの過熱検出回路がある。図４は従来の過熱検
出回路を構成するＰＮ接合でなるダイオードＤを示し、
パワーデバイスとして図５にその詳細を示したデプレッ
ション型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ）がダイオードＤと同一半導
体基板に形成されている。半導体基板は、基底のｎ＋基
板１１とその上に形成されているｎ−エピタキシャル層
１２よりなり、このｎ−エピタキシャル層１２にＰ＋拡
散層１３、ｐ−拡散層１４、ｎ−拡散層１５，ｎ＋拡散
層１６，１７，１８，１９が形成され、ｎ−エピタキシ
ャル層１２のｎ＋層１７、１８にはさまれた表面の上に
絶縁膜２１を介してゲート電極２２、図５に示すｐ−層
１４のｎ＋層１９とｎ−エピタキシャル層１２の露出部
にはさまれた表面の上に絶縁膜２３を介してゲート電極
２４が多結晶シリコン層で形成されている。
【０００３】ｎ−エピタキシャル層１２からなる基板の
表面に露出している接合の保護膜および層間絶縁膜とし
て絶縁膜２５，２６，２７，２８、２９，３０が形成さ
れ、コンタクトホールを通してｐ＋層１３に、またｐ＋
層１３およびｐ−層１４に共通に接触してＧＮＤ端子に
接続される電極３１、ｎ＋層１６、１７およびゲート電
極２２に接触してＶｃ端子に接続される電極３２、ｎ＋
層１８に接触してＶDに接続される電極３３の何れも金
属によって形成されている。基板であるｎ＋層１１の裏
面もやはり金属（ドレイン電極３４）により形成され、
ｎ＋層１１に出力電極である出力端子ＶDが接続されて
いる。
表面に露出している接合の保護膜および層間絶縁膜とし
て絶縁膜２５，２６，２７，２８、２９，３０が形成さ
れ、コンタクトホールを通してｐ＋層１３に、またｐ＋
層１３およびｐ−層１４に共通に接触してＧＮＤ端子に
接続される電極３１、ｎ＋層１６、１７およびゲート電
極２２に接触してＶｃ端子に接続される電極３２、ｎ＋
層１８に接触してＶDに接続される電極３３の何れも金
属によって形成されている。基板であるｎ＋層１１の裏
面もやはり金属（ドレイン電極３４）により形成され、
ｎ＋層１１に出力電極である出力端子ＶDが接続されて
いる。
【０００４】図５に示すＭＯＳＦＥＴにおいて、ドレイ
ン電極３４に正の電圧がかけられているとき、ゲート電
極２４にしきい値以上の正の電圧を印加すると、ｐ−層
１４のｎ＋層１９とｎ−層１２の露出部とにはさまれた
部分が反転してｎチャネルが生じることにより、電極３
１からソース領域１９、ｎチャネル、ｎ−エピタキシャ
ル層１２、ｎ＋層１１を経てドレイン電極３４に電子が
流れることにより導通する。
ン電極３４に正の電圧がかけられているとき、ゲート電
極２４にしきい値以上の正の電圧を印加すると、ｐ−層
１４のｎ＋層１９とｎ−層１２の露出部とにはさまれた
部分が反転してｎチャネルが生じることにより、電極３
１からソース領域１９、ｎチャネル、ｎ−エピタキシャ
ル層１２、ｎ＋層１１を経てドレイン電極３４に電子が
流れることにより導通する。
【０００５】図４の示すように、ｐ＋層１３とｎ＋層１
６からなるＰＮ接合のダイオードＤの中点には、−側が
低電位に接続されたデプレッション型ＭＯＳＦＥＴ
（Ｑ）が直列接続されている。
６からなるＰＮ接合のダイオードＤの中点には、−側が
低電位に接続されたデプレッション型ＭＯＳＦＥＴ
（Ｑ）が直列接続されている。
【０００６】このような接続関係で、ダイオードの中間
点電位Ｖｃを変化させたとき、ダイオードの逆漏れ電流
はパワーデバイスの温度Ｔの平方根√Ｔに依存して変化
し、温度が上がると逆漏れ電流は増加する。
点電位Ｖｃを変化させたとき、ダイオードの逆漏れ電流
はパワーデバイスの温度Ｔの平方根√Ｔに依存して変化
し、温度が上がると逆漏れ電流は増加する。
【０００７】これはＰＮ接合面積に依存するが、温度が
１５℃で漏れ電流は５０×１０-15Ａ、温度が１７５℃
で逆漏れ電流は２００ｎＡとなる。
１５℃で漏れ電流は５０×１０-15Ａ、温度が１７５℃
で逆漏れ電流は２００ｎＡとなる。
【０００８】この逆漏れ電流をダイオードに直列接続さ
れたデプレッション型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ）の静特性を利
用して電圧に変換し、電圧変化よりパワー素子が過熱温
度領域に至ったことを判断する。
れたデプレッション型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ）の静特性を利
用して電圧に変換し、電圧変化よりパワー素子が過熱温
度領域に至ったことを判断する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来はダイオードの中
間点の電位が所定の値に達したときに、パワーデバイス
の過熱により基板温度が所定の温度に達したと判断して
いた。しかし、温度検出に供するダイオードは環境温度
変化により抵抗値が変化するため、デプレッション型Ｍ
ＯＳＦＥＴとの点電位が変化することが予測される。そ
こで温度特性を緩和させるために基板濃度を調整する等
の工程を経ているが、半導体素子の製造工程にこのよう
な工程を取り入れると、エピタキシャル成長等の半導体
製造工程が複雑化し高価な半導体デバイスになるという
問題点がある。
間点の電位が所定の値に達したときに、パワーデバイス
の過熱により基板温度が所定の温度に達したと判断して
いた。しかし、温度検出に供するダイオードは環境温度
変化により抵抗値が変化するため、デプレッション型Ｍ
ＯＳＦＥＴとの点電位が変化することが予測される。そ
こで温度特性を緩和させるために基板濃度を調整する等
の工程を経ているが、半導体素子の製造工程にこのよう
な工程を取り入れると、エピタキシャル成長等の半導体
製造工程が複雑化し高価な半導体デバイスになるという
問題点がある。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、パワーデバイスの過熱検出構造
を簡易化すると共に、周囲の温度変化の影響を排除して
正確に過熱変化を検出することができる過熱検出機能付
き半導体装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、パワーデバイスの過熱検出構造
を簡易化すると共に、周囲の温度変化の影響を排除して
正確に過熱変化を検出することができる過熱検出機能付
き半導体装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る過
熱検出機能付き半導体装置は、パワーデバイスを形成す
る同一の半導体基板に形成され、前記パワーデバイスの
過熱を検出するものにおいて、抵抗体として見立てた前
記半導体基板上に多結晶シリコン層を形成すると共に、
この多結晶シリコン層にｎ＋拡散層とｐ＋拡散層を形成
してＰＮ接合ダイオードを形成する。この発明によれ
ば、パワーデバイスの通電時に流れる電流による前記半
導体基板の発熱を前記ＰＮ接合ダイオードの順方向電圧
の変化より検出し、この検出結果より前記パワーデバイ
スの過熱を検出する。
熱検出機能付き半導体装置は、パワーデバイスを形成す
る同一の半導体基板に形成され、前記パワーデバイスの
過熱を検出するものにおいて、抵抗体として見立てた前
記半導体基板上に多結晶シリコン層を形成すると共に、
この多結晶シリコン層にｎ＋拡散層とｐ＋拡散層を形成
してＰＮ接合ダイオードを形成する。この発明によれ
ば、パワーデバイスの通電時に流れる電流による前記半
導体基板の発熱を前記ＰＮ接合ダイオードの順方向電圧
の変化より検出し、この検出結果より前記パワーデバイ
スの過熱を検出する。
【００１２】請求項２の発明に係る過熱検出機能付き半
導体装置は、ＰＮ接合ダイオードと半導体基板との間に
絶縁酸化膜を形成したものである。この発明によれば、
ＰＮ接合ダイオードと半導体基板との間に熱伝導性のよ
い絶縁酸化膜を形成することで、ＰＮ接合ダイオードは
発熱を捉え易くなり、且つ、半導体基板とＰＮ接合ダイ
オードの絶縁性を保つことができる。
導体装置は、ＰＮ接合ダイオードと半導体基板との間に
絶縁酸化膜を形成したものである。この発明によれば、
ＰＮ接合ダイオードと半導体基板との間に熱伝導性のよ
い絶縁酸化膜を形成することで、ＰＮ接合ダイオードは
発熱を捉え易くなり、且つ、半導体基板とＰＮ接合ダイ
オードの絶縁性を保つことができる。
【００１３】請求項３の発明に係る過熱検出機能付き半
導体装置は、半導体基板上に前記ＰＮ接合ダイオードと
は異なるパワーデバイスの環境温度を検出する第２のＰ
Ｎ接合ダイオードを形成したものである。この発明によ
れば、第２のＰＮ接合ダイオードでパワーデバイスの環
境温度を検出した後に、この検出温度でＰＮ接合ダイオ
ードの検出したパワーデバイスの発熱温度を補正する
導体装置は、半導体基板上に前記ＰＮ接合ダイオードと
は異なるパワーデバイスの環境温度を検出する第２のＰ
Ｎ接合ダイオードを形成したものである。この発明によ
れば、第２のＰＮ接合ダイオードでパワーデバイスの環
境温度を検出した後に、この検出温度でＰＮ接合ダイオ
ードの検出したパワーデバイスの発熱温度を補正する
【００１４】請求項４の発明に係る過熱検出機能付き半
導体装置は、第２のＰＮ接合ダイオードの下面における
半導体基板を、前記第２のＰＮ接合ダイオードに至るま
でエッチングする。この発明によれば、第２のＰＮ接合
ダイオードの下面における半導体基板を、前記第２のＰ
Ｎ接合ダイオードに至るまでエッチングすることで、第
２のＰＮ接合ダイオードの検出温度に対する半導体基板
の発熱温度の影響を減らす。
導体装置は、第２のＰＮ接合ダイオードの下面における
半導体基板を、前記第２のＰＮ接合ダイオードに至るま
でエッチングする。この発明によれば、第２のＰＮ接合
ダイオードの下面における半導体基板を、前記第２のＰ
Ｎ接合ダイオードに至るまでエッチングすることで、第
２のＰＮ接合ダイオードの検出温度に対する半導体基板
の発熱温度の影響を減らす。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本実施の形
態１に係る過熱検出機能付き半導体装置を図について説
明する。図１は同一半導体基板上に図示しないデプレッ
ション型ＭＯＳＦＥＴともに形成された感温ダイオード
部分の断面構造を示す図である。この感温ダイオード部
分は裏面にドレイン電極となる裏面電極１０を設けたｎ
＋層８とその上に形成されたシリコン基板（抵抗体）１
と、シリコン基板１に所定の間隔で２つのｎ＋層８が設
けら、各ｎ＋層８の上には電極６１，６２がそれぞれ設
けられている。
態１に係る過熱検出機能付き半導体装置を図について説
明する。図１は同一半導体基板上に図示しないデプレッ
ション型ＭＯＳＦＥＴともに形成された感温ダイオード
部分の断面構造を示す図である。この感温ダイオード部
分は裏面にドレイン電極となる裏面電極１０を設けたｎ
＋層８とその上に形成されたシリコン基板（抵抗体）１
と、シリコン基板１に所定の間隔で２つのｎ＋層８が設
けら、各ｎ＋層８の上には電極６１，６２がそれぞれ設
けられている。
【００１６】これら電極６１，６２間においてシリコン
基板１上に絶縁膜であるシリコン酸化（ＳｉＯ2）膜２
を介して多結晶シリコン層３が形成され、この多結晶シ
リコン層３中にｎ＋拡散層８とｐ＋拡散層９が形成され
てＰＮ結合のダイオードＤが形成される。
基板１上に絶縁膜であるシリコン酸化（ＳｉＯ2）膜２
を介して多結晶シリコン層３が形成され、この多結晶シ
リコン層３中にｎ＋拡散層８とｐ＋拡散層９が形成され
てＰＮ結合のダイオードＤが形成される。
【００１７】多結晶シリコン層３にはシリコン酸化（Ｓ
ｉＯ2）膜２が成膜された後にｎ＋拡散層８とｐ＋拡散
層９の部分は除膜されて電極６Ｎと６Ｐが形成される。
この電極６Ｎと６ＰよりダイオードＤの順方向電圧を検
出する。
ｉＯ2）膜２が成膜された後にｎ＋拡散層８とｐ＋拡散
層９の部分は除膜されて電極６Ｎと６Ｐが形成される。
この電極６Ｎと６ＰよりダイオードＤの順方向電圧を検
出する。
【００１８】この様な断面構造において、図示しないゲ
ート電極への電圧印加によりソース電極としての電極６
１より抵抗体としてのシリコン基板１を通してドレイン
電極１０に電流Ｉが流れると抵抗体１はジュール熱によ
り発熱する。この発熱は絶縁膜であるシリコン酸化膜
２、多結晶シリコン層３を通してダイオードＤに伝えら
れる。
ート電極への電圧印加によりソース電極としての電極６
１より抵抗体としてのシリコン基板１を通してドレイン
電極１０に電流Ｉが流れると抵抗体１はジュール熱によ
り発熱する。この発熱は絶縁膜であるシリコン酸化膜
２、多結晶シリコン層３を通してダイオードＤに伝えら
れる。
【００１９】このダイオードＤに図示しないが定電流回
路より一定電流が流されているため、一定の順方向電圧
降下が発生している。しかし、パワーデバイスに過大電
流が流れて、ダイオードＤが抵抗体の発熱で上昇すると
順方向電圧が低下する。従って、電極６Ｎ，６Ｐよりダ
イオードＤの順方向電圧を取り出して測定することで、
パワー素子の過熱を検出することができる。
路より一定電流が流されているため、一定の順方向電圧
降下が発生している。しかし、パワーデバイスに過大電
流が流れて、ダイオードＤが抵抗体の発熱で上昇すると
順方向電圧が低下する。従って、電極６Ｎ，６Ｐよりダ
イオードＤの順方向電圧を取り出して測定することで、
パワー素子の過熱を検出することができる。
【００２０】実施の形態２．上記実施の形態は、ドレイ
ン電流が抵抗体に流れた際の発熱をダイオードで感知す
ることでパワーデバイスの過熱を検出したが、パワーデ
バイスの周囲温度の変化によりダイオードの抵抗値が変
化して初期順方向電圧が変化すると正確にパワーデバイ
スの過熱に判定することができない。
ン電流が抵抗体に流れた際の発熱をダイオードで感知す
ることでパワーデバイスの過熱を検出したが、パワーデ
バイスの周囲温度の変化によりダイオードの抵抗値が変
化して初期順方向電圧が変化すると正確にパワーデバイ
スの過熱に判定することができない。
【００２１】従って、本実施の形態はパワーデバイスの
温度感知用のダイオードとは別に、絶縁膜としてのシリ
コン酸化膜２上に周囲温度感知用のリファレンスダイオ
ードを形成する。
温度感知用のダイオードとは別に、絶縁膜としてのシリ
コン酸化膜２上に周囲温度感知用のリファレンスダイオ
ードを形成する。
【００２２】図２は本実施の形態に係る過熱検出機能付
き半導体装置おける感温ダイオード部分の断面構造を示
す図である。図中、図１と同一符号は同一または相当部
分を示す。本実施の形態に係る感温ダイオード部分は、
抵抗体としてのシリコン基板１に形成されて絶縁膜とし
てのシリコン酸化膜２上にＮ領域ＤNとＰ領域ＤPよりな
るパワーデバイスの温度感知用のＰＮ結合によるダイオ
ードＤを形成する。このシリコン酸化膜２上にダイオー
ドＤを形成することで温度検知感度は向上する。
き半導体装置おける感温ダイオード部分の断面構造を示
す図である。図中、図１と同一符号は同一または相当部
分を示す。本実施の形態に係る感温ダイオード部分は、
抵抗体としてのシリコン基板１に形成されて絶縁膜とし
てのシリコン酸化膜２上にＮ領域ＤNとＰ領域ＤPよりな
るパワーデバイスの温度感知用のＰＮ結合によるダイオ
ードＤを形成する。このシリコン酸化膜２上にダイオー
ドＤを形成することで温度検知感度は向上する。
【００２３】また、ダイオードＤと同一形状の周囲温度
感知用のリファレンスダイオードＤ Rを、ダイオードＤ
とは離隔してシリコン酸化膜２上に形成したならば、リ
ファレンスダイオードＤRを上面に形成したシリコン酸
化膜２下部のシリコン基板１に設定したエッチング領域
５をシリコン酸化膜２下面に至るまでエッチングする。
この結果、リファレンスダイオードＤRは抵抗体として
のシリコン基板１における発熱の影響を受けず、周囲温
度を熱伝導率の良いシリコン酸化膜２を通して感知する
ことができる。
感知用のリファレンスダイオードＤ Rを、ダイオードＤ
とは離隔してシリコン酸化膜２上に形成したならば、リ
ファレンスダイオードＤRを上面に形成したシリコン酸
化膜２下部のシリコン基板１に設定したエッチング領域
５をシリコン酸化膜２下面に至るまでエッチングする。
この結果、リファレンスダイオードＤRは抵抗体として
のシリコン基板１における発熱の影響を受けず、周囲温
度を熱伝導率の良いシリコン酸化膜２を通して感知する
ことができる。
【００２４】ダイオードＤで感知したパワーデバイスの
過熱を、リファレンスダイオードＤ Rで検出した周囲温
度で補正することで、周囲温度の影響を排除して精度よ
くパワーデバイスの過熱を判定できる。尚、本実施の形
態では各電極共、リードワイヤーＬの取り出し部分を除
いて保護膜４が形成されている。
過熱を、リファレンスダイオードＤ Rで検出した周囲温
度で補正することで、周囲温度の影響を排除して精度よ
くパワーデバイスの過熱を判定できる。尚、本実施の形
態では各電極共、リードワイヤーＬの取り出し部分を除
いて保護膜４が形成されている。
【００２５】実施の形態３．尚、上記各実施の形態では
ドレイン電極として裏面電極を設けたデプレッション型
ＭＯＳＦＥＴを例にとって説明を行ったが、ドレイン電
極、ソース電極を同一面に形成したデプレッション型Ｍ
ＯＳＦＥＴと同一基板上に形成された感温ダイオード部
分であっても実施の形態１と同様の効果を奏する。
ドレイン電極として裏面電極を設けたデプレッション型
ＭＯＳＦＥＴを例にとって説明を行ったが、ドレイン電
極、ソース電極を同一面に形成したデプレッション型Ｍ
ＯＳＦＥＴと同一基板上に形成された感温ダイオード部
分であっても実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００２６】図３は本実施の形態にかかる過熱検出機能
付きの半導体装置における感温ダイオード部分の断面構
造を示す図である。本実施の形態と実施の形態１との相
違はシリコン基板１にはドレイン電極となる裏面電極を
形成せず、電極６１をソース電極としたならば、ドレイ
ン電極をとなる電極６２を電極６１と同一面に形成す
る。
付きの半導体装置における感温ダイオード部分の断面構
造を示す図である。本実施の形態と実施の形態１との相
違はシリコン基板１にはドレイン電極となる裏面電極を
形成せず、電極６１をソース電極としたならば、ドレイ
ン電極をとなる電極６２を電極６１と同一面に形成す
る。
【００２７】各電極６１，６２はシリコン基板１上にお
いて多結晶シリコン層３に形成された感温用のダイオー
ドＤの両端に形成されるため、電極６１より電極６２に
ドレイン電流が流れることで発する熱の温度分布はダイ
オードＤにおいて一様となる。従って、この様な断面構
造のデプレッション型ＭＯＳＦＥＴのシリコン基板にお
いては温度感知精度が向上する。
いて多結晶シリコン層３に形成された感温用のダイオー
ドＤの両端に形成されるため、電極６１より電極６２に
ドレイン電流が流れることで発する熱の温度分布はダイ
オードＤにおいて一様となる。従って、この様な断面構
造のデプレッション型ＭＯＳＦＥＴのシリコン基板にお
いては温度感知精度が向上する。
【００２８】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、パワーデバイ
スを形成する同一の半導体基板に形成され、前記パワー
デバイスの過熱を検出するものにおいて、抵抗体として
見立てた前記半導体基板上に多結晶シリコン層を形成す
ると共に、この多結晶シリコン層にｎ＋拡散層とｐ＋拡
散層を形成してＰＮ接合ダイオードを形成し、パワーデ
バイスの通電時に流れる電流による前記半導体基板の発
熱を前記ＰＮ接合ダイオードの順方向電圧の変化より検
出し、この検出結果より前記パワーデバイスの過熱を検
出することで簡易な構成で感温センサを提供できるとい
う効果がある。
スを形成する同一の半導体基板に形成され、前記パワー
デバイスの過熱を検出するものにおいて、抵抗体として
見立てた前記半導体基板上に多結晶シリコン層を形成す
ると共に、この多結晶シリコン層にｎ＋拡散層とｐ＋拡
散層を形成してＰＮ接合ダイオードを形成し、パワーデ
バイスの通電時に流れる電流による前記半導体基板の発
熱を前記ＰＮ接合ダイオードの順方向電圧の変化より検
出し、この検出結果より前記パワーデバイスの過熱を検
出することで簡易な構成で感温センサを提供できるとい
う効果がある。
【００２９】請求項２の発明によれば、ＰＮ接合ダイオ
ードと半導体基板との間に熱伝導性のよい絶縁酸化膜を
形成することで、ＰＮ接合ダイオードは発熱を捉え易く
なり、感温センサとしての温度特性および応答性が向上
するという効果がある。更にＰＮ接合ダイオードと半導
体基板との間の絶縁性を保つことができる。
ードと半導体基板との間に熱伝導性のよい絶縁酸化膜を
形成することで、ＰＮ接合ダイオードは発熱を捉え易く
なり、感温センサとしての温度特性および応答性が向上
するという効果がある。更にＰＮ接合ダイオードと半導
体基板との間の絶縁性を保つことができる。
【００３０】請求項３の発明によれば、半導体基板上に
前記ＰＮ接合ダイオードとは異なるパワーデバイスの環
境温度を検出する第２のＰＮ接合ダイオードを形成し、
この第２のＰＮ接合ダイオードでパワーデバイスの環境
温度を検出した後に、この検出温度でＰＮ接合ダイオー
ドの検出したパワーデバイスの発熱温度を補正すること
で感温センサとして温度特性の向上が計れるという効果
がある。
前記ＰＮ接合ダイオードとは異なるパワーデバイスの環
境温度を検出する第２のＰＮ接合ダイオードを形成し、
この第２のＰＮ接合ダイオードでパワーデバイスの環境
温度を検出した後に、この検出温度でＰＮ接合ダイオー
ドの検出したパワーデバイスの発熱温度を補正すること
で感温センサとして温度特性の向上が計れるという効果
がある。
【００３１】請求項４の発明によれば、第２のＰＮ接合
ダイオードの下面における半導体基板を、前記第２のＰ
Ｎ接合ダイオードに至るまでエッチングすることで、第
２のＰＮ接合ダイオードによる検出温度に対する半導体
基板の発熱温度の影響を減らすことで温度検出特性を向
上させ、且つ、パワーデバイスの発熱検出特性をより向
上させることができるという効果がある。
ダイオードの下面における半導体基板を、前記第２のＰ
Ｎ接合ダイオードに至るまでエッチングすることで、第
２のＰＮ接合ダイオードによる検出温度に対する半導体
基板の発熱温度の影響を減らすことで温度検出特性を向
上させ、且つ、パワーデバイスの発熱検出特性をより向
上させることができるという効果がある。
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る過熱検出機
能付き半導体装置における感温ダイオード部分の断面構
造を示す図である。
能付き半導体装置における感温ダイオード部分の断面構
造を示す図である。
【図２】図２は実施の形態２に係る過熱検出機能付き半
導体装置における感温ダイオード部分の断面構造を示す
図である。
導体装置における感温ダイオード部分の断面構造を示す
図である。
【図３】図２は実施の形態３に係る過熱検出機能付き半
導体装置における感温ダイオード部分の断面構造を示す
図である。
導体装置における感温ダイオード部分の断面構造を示す
図である。
【図４】図４は従来のダイオード部分を内蔵したデプレ
ッション型ＭＯＳＦＥＴを半導体装置の断面構造を示す
図である。
ッション型ＭＯＳＦＥＴを半導体装置の断面構造を示す
図である。
【図５】従来の図５デプレッション型ＭＯＳＦＥＴの断
面構成図である。
面構成図である。
１ シリコン基板 ２ シリコン酸化膜（絶縁膜） ３ 多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ
Ｓｉ）層 ４ 保護膜 ５ エッチング領域 ６１，６２，６Ｎ、６Ｐ 電極 Ｄ 感温用ダイオード ８ Ｎ領域 ９ Ｐ領域 ＤR リファレンスダイオード
Ｓｉ）層 ４ 保護膜 ５ エッチング領域 ６１，６２，６Ｎ、６Ｐ 電極 Ｄ 感温用ダイオード ８ Ｎ領域 ９ Ｐ領域 ＤR リファレンスダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸田 純志 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 Ｆターム(参考） 5F038 AV06 AZ08 BH04 BH16 CA02 CA08 EZ20
Claims (4)
- 【請求項１】 パワーデバイスを形成する同一の半導体
基板に形成され、前記パワーデバイスの過熱を検出する
ものにおいて、抵抗体として見立てた前記半導体基板上
に多結晶シリコン層を形成すると共に、この多結晶シリ
コン層にｎ＋拡散層とｐ＋拡散層を形成してＰＮ接合ダ
イオードを形成し、前記パワーデバイスの通電時に流れ
る電流による前記半導体基板の発熱を前記ＰＮ接合ダイ
オードの順方向電圧の変化より検出し、この検出結果よ
り前記パワーデバイスの過熱を検出する過熱検出機能付
き半導体装置。 - 【請求項２】 前記ＰＮ接合ダイオードと半導体基板と
の間に絶縁酸化膜を形成したことを特徴とする請求項１
に記載の過熱検出機能付き半導体装置。 - 【請求項３】 前記半導体基板上に前記ＰＮ接合ダイオ
ードとは異なるパワーデバイスの環境温度を検出する第
２のＰＮ接合ダイオードを形成したことを特徴とする請
求項１または２に記載の過熱検出機能付き半導体装置。 - 【請求項４】 前記第２のＰＮ接合ダイオードの下面に
おける半導体基板を、前記第２のＰＮ接合ダイオードに
至るまでエッチングすることを特徴とする請求項３に記
載の過熱検出機能付き半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001175546A JP2002368222A (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 過熱検出機能付き半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001175546A JP2002368222A (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 過熱検出機能付き半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002368222A true JP2002368222A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19016659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001175546A Abandoned JP2002368222A (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 過熱検出機能付き半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002368222A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9543294B2 (en) | 2015-02-09 | 2017-01-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| US9543289B2 (en) | 2013-06-12 | 2017-01-10 | Fuji Electric Co., Ltd. | Manufacturing method of semiconductor device |
| JP7461534B2 (ja) | 2021-12-23 | 2024-04-03 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
-
2001
- 2001-06-11 JP JP2001175546A patent/JP2002368222A/ja not_active Abandoned
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9543289B2 (en) | 2013-06-12 | 2017-01-10 | Fuji Electric Co., Ltd. | Manufacturing method of semiconductor device |
| JP6083470B2 (ja) * | 2013-06-12 | 2017-02-22 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US9543294B2 (en) | 2015-02-09 | 2017-01-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| JP7461534B2 (ja) | 2021-12-23 | 2024-04-03 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
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