JP2018152460A - Controller, and system including controller and semiconductor device controlled by that controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御装置と、その制御装置とその制御装置により制御される半導体装置とを含むシステムに関する。 The present invention relates to a system including a control device, the control device, and a semiconductor device controlled by the control device.
大電流のスイッチング動作を行う半導体装置(パワー半導体素子)として、トレンチゲート型のMOSFETが広く用いられている。 A trench gate type MOSFET is widely used as a semiconductor device (power semiconductor element) that performs a switching operation with a large current.
トレンチゲート型のMOSFETは、図1の半導体装置1で示すように、一般的に第1導電型のドレイン領域10と、第1導電型のドレイン領域10の上に形成された第1導電型のドリフト領域20と、第1導電型のドリフト領域20上に形成された第2導電型のベース領域40と、第2導電型のベース領域40上に選択的に形成された第1導電型のソース領域50と、ソース領域50からベース領域40を貫通してドリフト領域20に達する溝30と、ベース領域40と対向する溝30の側壁に絶縁膜60を介して形成されたゲート電極80と、ソース領域50と電気的に接続したソース電極90と、ドレイン領域10と電気的に接続したドレイン電極100と、ソース電極90と電気的に接続し且つ溝30内におけるゲート電極80よりも下に形成された補助電極70と、を備える。トレンチゲート型のMOSFETはソース電極90とドレイン電極100との間に所定のドレイン・ソース間電圧を印加し、ソース電極90とゲート電極80との間に所定のゲート電圧を印加する。このとき半導体装置1はチャネル領域においてp型からn型に反転してチャネルが形成される。すると、ソース電極90からチャネルを通過して、電子がドリフト領域20に注入され、半導体装置1はオンすることができる。
As shown in the
ここで、特許文献1のように、トレンチゲート型のMOSFETにおいて、補助電極70の電位を数ボルトにすることで、低いオン電圧とゲート・ドレイン間容量の低減を図る構造が公知である。
Here, as in
特許文献1の構造において更なるオン抵抗の低減を図るため、ドリフト領域20の不純物濃度を高めると半導体装置のオン電圧は低減されるが、半導体装置の耐圧は逆に低くなる。つまり、半導体装置のオン抵抗と耐圧はトレードオフの関係にある。
In order to further reduce the on-resistance in the structure of
そこで、本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決することができる制御装置、及びその制御装置とその制御装置で駆動する半導体装置を含むシステムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a control device that can solve the above problems, and a system including the control device and a semiconductor device driven by the control device. Objective.
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体装置の制御装置は、第1導電型の第1半導体領域と、第1半導体領域上に配置され、前記第1半導体領域よりも不純物濃度の低い第1導電型の第2半導体領域と、第2半導体領域上に配置された、第1導電型と反対導電型である第2導電型の第3半導体領域と、第3半導体領域上に配置された、第1導電型の第4半導体領域と、第4半導体領域から第3半導体領域を貫通し、第2半導体領域に達する溝と、第3半導体領域と対向する溝の側壁上に絶縁膜を介して溝内に配置された制御電極と、第2半導体領域と対向する溝の壁面上に絶縁膜を介して溝内に配置された補助電極と、第4半導体領域と電気的に接続された第1の主電極と、第1半導体領域と電気的に接続された第2の主電極と、を備える半導体装置を制御する制御装置であって、制御装置は半導体装置の制御電極に閾値未満の電位の信号を出力している時、半導体装置の閾値未満の電位を補助電極に与えるように信号を出力し、半導体装置の制御電極に閾値以上の電位の信号を出力した後、補助電極に印加される電圧を制御電極に印加される電圧以上に上げる信号を出力することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations.
A control device for a semiconductor device according to the present invention includes a first conductive type first semiconductor region, and a first conductive type second semiconductor region disposed on the first semiconductor region and having a lower impurity concentration than the first semiconductor region. A third semiconductor region of a second conductivity type disposed on the second semiconductor region and having a conductivity type opposite to the first conductivity type, and a fourth of the first conductivity type disposed on the third semiconductor region. A semiconductor region, a trench penetrating from the fourth semiconductor region to the third semiconductor region, reaching the second semiconductor region, and a control disposed in the trench via an insulating film on a sidewall of the trench facing the third semiconductor region An electrode, an auxiliary electrode disposed in the groove on the wall surface of the groove facing the second semiconductor region via an insulating film, a first main electrode electrically connected to the fourth semiconductor region, a first And a second main electrode electrically connected to the semiconductor region. When the control device outputs a signal having a potential lower than the threshold value to the control electrode of the semiconductor device, the control device outputs a signal so that the potential lower than the threshold value of the semiconductor device is applied to the auxiliary electrode, and the threshold value is output to the control electrode of the semiconductor device. After outputting the signal having the above potential, a signal for increasing the voltage applied to the auxiliary electrode to be higher than the voltage applied to the control electrode is output.
本発明は以上のように構成されているので、半導体装置を低オン電圧で高耐圧とすることができる半導体装置を駆動する制御装置及びその制御装置と制御装置により駆動する半導体装置を含むシステムを提供することができる。 Since the present invention is configured as described above, a control device for driving a semiconductor device capable of increasing the breakdown voltage with a low on-voltage, and a system including the control device and the semiconductor device driven by the control device. Can be provided.
以下、本発明の実施の形態となる半導体装置について説明する。なお、本発明において、図を参酌しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、半導体装置1の断面図を図1で示す。この半導体装置1は、ドレイン領域となるn+領域(第1の半導体領域)10の上に、n+領域10よりも不純物濃度が低いドリフト領域となるn−領域(第2の半導体領域)20、ベース領域となるp−領域(第3の半導体領域)40を備える。また、半導体装置1は、p−領域40を貫通して底部がn−領域20に達する第1の溝(溝)30を備える。第1の溝30は、図1における紙面と垂直方向に延伸し、紙面と平行方向に繰返し複数形成されている。
Hereinafter, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described. Although the present invention will be described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to this.
First, a cross-sectional view of the
第1の溝30の両側に、n−領域20よりも不純物濃度が高いソース領域となるn+領域(第4の半導体領域)50が形成されている。第1の溝30の内面(側面及び底面)には絶縁膜60が形成されている。その絶縁膜60を介してp−領域40と対向するように、第1の溝30内にゲート電極(制御電極)80が形成されている。ゲート電極80は、例えば高濃度にドープされた導電性の多結晶シリコン(ポリシリコン)で構成される。ゲート電極80の下にはゲート電極80及びn−領域20と絶縁された補助電極70が形成されている。絶縁膜60を介してn−領域20と対向するように、第1の溝30内に補助電極70が形成されていることにより、半導体装置1はゲート・コレクタ間の容量(Cgd)を低減することができ、スイッチング損失を低減することができる。第1の溝30の底面と第1の溝30の側面及びゲート電極80と補助電極70との間において絶縁膜60を備えるため、補助電極70はゲート電極80及びn−領域20と絶縁されている。第1の溝30の底面と第1の溝30の側面及びゲート電極80と補助電極70との間の絶縁膜60の少なくとも一部が異なる材料で形成されても良い。
On both sides of the
開口部にn+領域50が設けられた第1の溝30間に、p−領域40を貫通しない第2の溝120と第2の溝120の底部にp+コンタクト領域110が形成されている。第2の溝120は、第1の溝30と同様に図1における紙面と垂直方向に延伸し、紙面と平行方向に第1の溝30と第2の溝120が繰返し複数備える。ただし、第2の溝120とp+コンタクト領域110は形成されていなくても良い。また、n+領域50は紙面と垂直方向にある領域と無い領域が繰り返されていてもよい。また、図1の断面においてn+領域50とp+コンタクト領域110は両方が設けられているが、n+領域50とp+コンタクト領域110は紙面と垂直方向に交互に繰り返し形成してもよい。
Between the
ソース電極(第1の主電極)90がゲート電極80上の絶縁膜60上及び第2の溝120内に形成され、n+領域50と電気的に接続されている。ここで、ソース電極90はp−領域40と電気的に接続してもよい。これにより、p−領域4とn+領域5とのpn接合界面近傍の電位上昇を抑制し、半導体装置1のアバランシェ耐量の低下を抑制することができる。また、第2の溝120の底部にp−領域40よりも不純物濃度が高いp+コンタクト領域110を備え、p+コンタクト領域110を介してp−領域40とソース電極90が電気的に接続しても良い。
半導体装置1のn+層10の裏面全面には、n+層10と電気的に接続されるドレイン電極(第2の主電極)100が形成されている。
A source electrode (first main electrode) 90 is formed on the
The entire back surface of the n + layer 10 of the
半導体装置1を動作させる制御装置2及び半導体装置1と制御装置2を含むシステム3について、図2で説明する。図2は図1で示す半導体装置1と、ブロック図で示す制御装置2と、半導体装置1と制御装置2を含むシステム3と、システム3と電源や外部負荷などの周辺部品との接続関係を示す。
図2で示すように、制御装置2は半導体装置1のゲート電極80へ信号を出力するドライバ回路D1と、ドライバ回路D1がオンとオフの信号を出力するように制御信号を出力するパルス回路P1と、パルス回路P1の出力信号に応じて出力する制御装置2の出力端子T1と、半導体装置1の補助電極70へ信号を出力するドライバ回路D2と、ドライバ回路D2がオンとオフの信号を出力するように制御信号を出力するパルス回路P2と、パルス回路P2の出力信号に応じて出力する制御装置2の出力端子T2を備える。図2においてパルス回路P1とパルス回路P2を別々の装置として構成したが、パルス回路P1とパルス回路P2を1つのパルス回路内で2出力できる構成とし、ドライバ回路D2への制御信号をドライバ回路D1への制御信号よりも所定時間だけ早くオン・オフする若しくは所定時間だけ遅くオン・オフするように制御装置2を構成しても良い。また、制御装置2が1つのパルス回路内で2出力できるように構成され、ドライバ回路D2がドライバ回路D1よりも所定時間だけ早くオン・オフする若しくは所定時間だけ遅くオン・オフするように、制御装置2の中にパルス回路の代わりに別途リレー回路等を組み込んでも良い。また、ドライバ回路D1とドライバ回路D2の少なくとも何れか1つを制御装置2の外に設けて、パルス回路P1、P2の少なくとも何れか1つが制御装置2の出力端子と電気的に接続しても良い。
A
As shown in FIG. 2, the
半導体装置1及び制御装置2を含むシステム3において、半導体装置1のゲート電極80と電気的に接続された端子Gと制御装置2の出力端子T1とが電気的に接続されている。そして半導体装置1の補助電極70と電気的に接続した半導体装置1の端子T3と制御装置2の出力端子T2とが電気的に接続されている。
このようなシステム3において、半導体装置1のソース電極90と電気的に接続した端子Sは、コイルやモータ等の誘導負荷や抵抗などの外部負荷Lの一方の端子T4と電気的に接続され、半導体装置1のドレイン電極100と電気的に接続した端子Dは、入力(外部電源)VOの高圧側の端子T6と電気的に接続され、コイルやモータ等の誘導負荷や抵抗などの外部負荷Lの他方の端子T5は入力(外部電源)VOの低圧側の端子T7と電気的に接続される。システム3は外部負荷Lに流れる電流または電圧を制御する。
In the
In such a
図3は制御装置2の端子T1とT2から出力する信号VT1とVT2を図3で示す。なお、図3において制御装置2の信号に対して半導体装置1がどのようにドレイン・ソース間電流IDSとドレイン・ソース間電圧VDSが生じるか簡略的に説明する波形も併せて示す。
図2の半導体装置1がオフの時、図3の期間Pで示すように半導体装置1のゲート電極80に負電位又はゼロ電位が印加されるように、制御装置2のパルス回路P1の信号はオフを出力し、ドライバ回路D1は負電位又はゼロ電位を出力する。よって、制御装置2の端子T1の電圧VT1は負電位又はゼロ電位を出力する。一方、図3で示すように半導体装置1の補助電極70にゲート閾値電圧(閾値電圧)よりも低い正の電位VT2Lが印加されるように、制御装置2のパルス回路P2の信号はロウ信号を出力し、ドライバ回路D2は正の電位VT2Lを出力する。
図2の半導体装置1がオフの時、半導体装置1のドレイン・ソース間電流IDSは流れず、半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSに所定の電圧が印加されている。そして外部負荷Lには電圧が印加されず、電流が流れない。
このとき、半導体装置1のn−領域20には空乏層が広がっている。半導体装置1の補助電極70にゲート閾値電圧(閾値電圧)よりも低い正の電位VT2Lが印加されているので、n+領域10と補助電極70との電位差は小さくなり、補助電極70に近い溝近傍における電界集中が緩和される。よって、半導体装置1のオフ時の耐圧を高めることができる。
FIG. 3 shows signals VT1 and VT2 output from the terminals T1 and T2 of the
When the
When the
At this time, a depletion layer spreads in the n − region 20 of the
制御装置2のパルス回路P1の信号がオフからオンに切り替えると、図3に示すように、少し遅れてドレイン・ソース間電電流IDSは流れ、ドレイン・ソース間電圧VDSは下がる。これを詳細に見ると、図3の期間Qで示すように、制御装置2のパルス回路P1の信号をオフからオンに切り替えると、ドライバ回路D1の出力及び制御装置2の端子T1の電圧VT1は負電位又はゼロ電位から立ち上がる。半導体装置1のゲート電極80の電圧VGSは除々に立ち上がり、電圧VGEは、やがて正の電圧が印加される。そして半導体装置1のゲート電極80が半導体装置1の閾値電圧を超えると、図4で示すように半導体装置1のドレイン・ソース間電電流IDSが流れ始めて、ドレイン・ソース間電圧VDSは減少し始める。そして外部負荷Lには電圧が印加され、電流が流れる。
やがて、半導体装置1のドレイン・ソース間電電流IDSは、ほぼ一定の定常状態(オン状態)となる。
なお、上記期間Qにおいて、半導体装置1の補助電極70に半導体装置1のゲート閾値電圧(閾値電圧)よりも低い正の電位VT2Lが印加されるように、制御装置2のパルス回路P2の信号はロウ信号を出力し、ドライバ回路D2は正の電位VT2Lを出力する。
When the signal of the pulse circuit P1 of the
Eventually, the drain-source electric current I DS of the
In the period Q, the signal of the pulse circuit P2 of the
半導体装置1のゲート電極80の電圧VGSがある程度大きくなると、ミラー容量の効果によって、半導体装置1のゲート電極80の電圧VGSがほぼ一定のまま、半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSが減少する。ミラー効果の終わりになると、再び半導体装置1のゲート電極80の電圧VGSが上昇し、やがて一定となる。チャネル抵抗は下がり、半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSは低下する。
When the voltage VGS of the
その後、図3の期間Rで示すように半導体装置1の補助電極70にゲート電極80の電圧VGS以上の電位が印加されるように、制御装置2のパルス回路P2の出力をロウからハイに切り替え、制御装置2の端子T2の電圧VT2は立ち上がり、半導体装置1の補助電極70に印加される信号がハイとなる。パルス回路P2がオンの時、半導体装置1の補助電極70に印加される電圧が半導体装置1のゲート電極80に印加される電圧以上になるように、制御装置2のドライバ回路D2の出力する電圧を正の電位VT2Lよりも高い正の電位VT2Hに調整する。一方、図3の期間Rで示すように、半導体装置1のゲート電極80には引き続き閾値以上の正電位が印加されるように、制御装置2のパルス回路P1の信号はオン信号を出力し、ドライバ回路D1は正の電位を出力している。よって、制御装置2の端子T1の電位VT1は正電位を出力する。
ここで、半導体装置1の補助電極70に印加される電圧を半導体装置1のゲート電極80に印加される電圧以上とすることで、半導体装置1のn−領域20の補助電極70と対向する領域近傍に電子がより多く引きつけられる。これにより、半導体装置1のn−領域における補助電極70と対向する領域の不純物濃度が高まり、半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSをより低減することができる。ここで、半導体装置1の補助電極70に印加される電圧を半導体装置1のゲート電極80に印加される電圧よりも大きくすることが望ましい。これにより、半導体装置1のn−領域における補助電極70と対向する領域の不純物濃度が更に高まり、半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSを更に低減することができる。
なお、制御装置2のパルス回路P2の出力をオフからオンへ切り替える時点は、ミラー効果の終わりゲート電極80に印加される電圧の上昇が終わる、ゲート電極80がほぼ一定の値となった後であることが望ましい。それは、半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSの減少に伴う半導体装置1のゲート電極80と補助電極70に蓄積された電荷の変化を、補助電極70側でより効果的に吸収することができ、半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSの立ち下がりを早くすることができるためである。なお、制御装置2のパルス回路P2の出力をオフからオンへ切り替える時点は、外部負荷L等の影響を考慮し、半導体装置1のドレイン・ソース間電流IDSの立ち上がりが終わってドレイン・ソース間電流IDSがほぼ一定となった後としても良い。
Thereafter, the output of the pulse circuit P2 of the
Here, by setting the voltage applied to the
Note that the time point when the output of the pulse circuit P2 of the
図3の期間Rで示すように、制御装置2のパルス回路P2の出力をオフからオンに切り替えた後、制御装置2のパルス回路P2にロウ信号を出力するまで、半導体装置1のゲート電極80と補助電極70に一定の電位が印加されるように、制御装置2のパルス回路P1及びP2はオン信号を出力し、制御装置2のドライバ回路D1及びD2も所定の正の電圧を出力し、制御装置2のVT1,VT2も所定の正の電圧を出力する。例えば、ゲート電極80の電圧を5Vとなり、補助電極70の電圧が12Vとなるように、ドライバ回路D1及びD2は出力する。
As indicated by a period R in FIG. 3, after the output of the pulse circuit P2 of the
制御装置2のパルス回路P1の信号をオフとすることで、半導体装置1のドレイン・ソース間電流IDSが流れず、半導体装置1はオフとなる。図3の期間Sで示すように、制御装置2のパルス回路P1がオフ信号を出力する前に、制御装置2のパルス回路P2はハイからロウの信号に切り替え、制御装置2のドライブ回路D2の出力を下げ、制御装置2のVT2も半導体装置1のゲート閾値電圧(閾値電圧)未満の正の電位VT2Lが印加されるように、信号を下げる。すると、半導体装置1の補助電極70に印加される電圧VFGは徐々に下がり、やがて電圧VFGSはオフ状態(電圧VFGSが正の電位VT2L)となる。
一方、図3の期間Sにおいて、制御装置2のパルス回路P1はオン信号を出力して、制御装置2のドライバ回路D1も所定の正の電圧を出力し、制御装置2のVT1も所定の正の電圧を出力する。
半導体装置1の補助電極70に印加される電圧が立ち下がることで、半導体装置1のn−領域20の補助電極70と対向する領域近傍に電子が集まる量が補助電極70に正の電位が印加された時に比べて減少し、ドレイン・ソース間電圧VDSは若干上昇する。これにより電力損失は若干上昇するが、短時間であるので、半導体装置1の発熱が大きく増加するなどの影響は小さい。
By turning off the signal of the pulse circuit P1 of the
On the other hand, in the period S of FIG. 3, the pulse circuit P1 of the
When the voltage applied to the
その後、図3の期間Sで示すように、図2のシステムにおいて、制御装置2のパルス回路P1の信号をオンからオフに切り替える。制御装置2のパルス回路P1をオフすると、制御装置2のドライバ回路D1の出力が低下し、図3の期間Sで示すように半導体装置1のゲート電圧VGSは徐々に下がる。
一方、図3の期間Sにおいて、パルス回路P2の信号はハイからロウと切り替わっており、半導体装置1の補助電極70に印加される電圧を半導体装置1のゲート閾値電圧(閾値電圧)よりも低い正の電位VT1Lとなるように制御装置2のドライバ回路D2は出力を設定している。
やがて、半導体装置1のゲート電圧VGSがある電圧にまで下がると、ミラー容量の効果により、半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSは上昇するが、ゲート電圧VGSは一定となる。よって、図2の半導体装置1の電圧VDSの立ち上がりは早くなり、半導体装置1はより早くオフさせることができる。
ここで、制御装置2のパルス回路P1の信号をオンからオフに切り替えは、半導体装置1の補助電極70に印加される電圧VFGSの立ち下がりが終わってからの方が望ましい。また、半導体装置1をオンからオフへの切り替えは、図3の期間Sにおいて半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSが若干上昇することが終わってからの方が望ましい。半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSの増加に伴う半導体装置1のゲート電極80と補助電極70に蓄積された電荷の変化を、補助電極70側でより効果的に吸収することができ、半導体装置1のドレイン・ソース間電圧VDSの立ち上がりを早め、ミラー容量の効果の終了による電流の立ち下がりを早くすることができる。そして半導体装置1がオフになると、外部負荷Lには電流が流れなくなる。
Thereafter, as indicated by a period S in FIG. 3, the signal of the pulse circuit P1 of the
On the other hand, in the period S of FIG. 3, the signal of the pulse circuit P <b> 2 switches from high to low, and the voltage applied to the
Eventually, once it has cooled down to a voltage that the gate voltage VGS of the
Here, it is preferable that the signal of the pulse circuit P1 of the
上記で示す期間P、Q、R、Sを繰り返すことで、図3のように繰り返し波形となり、半導体装置は制御装置によって制御される。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様の作用効果をそうするものは、いかなるものであっても本発明に含まれる。
たとえば、上記の構成は、いずれもnチャネル型の素子であったが、導電型(p型、n型)を逆転させ、pチャネル型の半導体装置を同様に得ることができることは明らかである。
また、n−領域20が深さ方向に不純物濃度が異なる複数の層からなる場合も同様の効果を奏することも明らかである。また、ゲート電極80が溝の中央側で分断し、ゲート電極80がp―領域40と対向する第1の溝30の側面のみに絶縁膜60を介して配置されている場合も同様の効果を奏することも明らかである。
また、半導体装置1と制御装置2との間、ドライバ回路D1とパルス回路P1との間、またドライバ回路D2とパルス回路P2との間にフォトカプラのように半導体装置1と制御装置2とを絶縁する回路を設けた場合やアンプのような増幅回路を設けた場合においても、本発明を実現することができることも明らかである。
By repeating the periods P, Q, R, and S described above, a repetitive waveform is obtained as shown in FIG. 3, and the semiconductor device is controlled by the control device.
The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that has the same function and effect can be used. It is included in the present invention.
For example, each of the above configurations is an n-channel element, but it is apparent that a p-channel semiconductor device can be similarly obtained by reversing the conductivity type (p-type and n-type).
It is also clear that the same effect can be obtained when the n−
Further, between the
1 半導体装置
2 制御装置
3 システム
10 n+領域
20 n−領域
30 第1の溝
40 p―領域
50 n+領域
60 絶縁膜
70 補助電極
80 ゲート電極
90 ソース電極
100 ドレイン電極
110 p+コンタクト領域
120 第2の溝
140 層間絶縁膜
D1、D2 ドライバ回路
P1、P2 パルス回路
1
Claims (4)
前記第1半導体領域上に配置され、前記第1半導体領域よりも不純物濃度の低い第1導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域上に配置された、第1導電型と反対導電型である第2導電型の第3半導体領域と、
前記第3半導体領域上に配置された、第1導電型の第4半導体領域と、
前記第4半導体領域から前記第3半導体領域を貫通し、前記第2半導体領域に達する溝と、
前記第3半導体領域と対向する前記溝の側壁上に絶縁膜を介して前記溝内に配置された制御電極と、
前記第2半導体領域と対向する前記溝の壁面上に絶縁膜を介して前記溝内に配置された補助電極と、
前記第4半導体領域と電気的に接続された第1の主電極と、
前記第1半導体領域と電気的に接続された第2の主電極と、
を備える半導体装置を制御する制御装置であって、
前記制御装置は
前記半導体装置の前記制御電極に閾値未満の電位の信号を出力している時、前記半導体装置の閾値未満の電位を前記補助電極に与えるように信号を出力し、
前記半導体装置の前記制御電極に閾値以上の電位の信号を出力した後、前記補助電極に印加される電圧を前記制御電極に印加される電圧以上に上げる信号を出力することを特徴とする制御装置。 A first semiconductor region of a first conductivity type;
A second semiconductor region of a first conductivity type disposed on the first semiconductor region and having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor region;
A third semiconductor region of a second conductivity type disposed on the second semiconductor region and having a conductivity type opposite to the first conductivity type;
A fourth semiconductor region of a first conductivity type disposed on the third semiconductor region;
A groove penetrating from the fourth semiconductor region to the third semiconductor region and reaching the second semiconductor region;
A control electrode disposed in the groove via an insulating film on a side wall of the groove facing the third semiconductor region;
An auxiliary electrode disposed in the groove on the wall surface of the groove facing the second semiconductor region via an insulating film;
A first main electrode electrically connected to the fourth semiconductor region;
A second main electrode electrically connected to the first semiconductor region;
A control device for controlling a semiconductor device comprising:
When the control device outputs a signal having a potential lower than a threshold value to the control electrode of the semiconductor device, the control device outputs a signal so that a potential lower than the threshold value of the semiconductor device is applied to the auxiliary electrode,
A control device that outputs a signal having a potential equal to or higher than a threshold value to the control electrode of the semiconductor device, and then increases a voltage applied to the auxiliary electrode to be higher than a voltage applied to the control electrode. .
又は前記溝の底面の下の前記第2半導体領域内に第2導電型のフローティング領域を含んだ半導体装置を制御することを特徴とする請求項1又は2の制御装置。 Including a conductive layer having a floating potential between the auxiliary electrode of the semiconductor device and a bottom surface of the groove;
The control device according to claim 1, wherein the control device controls a semiconductor device including a floating region of a second conductivity type in the second semiconductor region below the bottom surface of the groove.
前記半導体装置の前記制御電極へ信号を出力する第1のドライバ回路と、
前記第1のドライバ回路がオンとオフの信号を出力するように制御信号を出力する第1のパルス回路と、
前記第1のパルス回路の出力信号に応じて出力する第1の出力端子と、
前記半導体装置の前記補助電極へ信号を出力する第2のドライバ回路と、
前記第2のドライバ回路がオンとオフの信号を出力するように制御信号を出力する第2のパルス回路と、
前記第2のパルス回路の出力信号に応じて出力する第2の出力端子と、
を含み、
前記第1の出力端子は前記制御電極と電気的に接続し、
前記第2の出力端子は前記補助電極と電気的に接続し、
前記第1の主電極または第2の主電極と電気的に接続された外部負荷に印加される電圧を制御することを特徴とするシステム。 The control device according to any one of claims 1 to 3,
A first driver circuit for outputting a signal to the control electrode of the semiconductor device;
A first pulse circuit that outputs a control signal so that the first driver circuit outputs an on and off signal;
A first output terminal that outputs in response to an output signal of the first pulse circuit;
A second driver circuit for outputting a signal to the auxiliary electrode of the semiconductor device;
A second pulse circuit that outputs a control signal so that the second driver circuit outputs an on and off signal;
A second output terminal that outputs in accordance with an output signal of the second pulse circuit;
Including
The first output terminal is electrically connected to the control electrode;
The second output terminal is electrically connected to the auxiliary electrode;
A system for controlling a voltage applied to an external load electrically connected to the first main electrode or the second main electrode.
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