JP2018182052A - Semiconductor integrated circuit and drive system - Google Patents

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健悟 島
Kengo Shima
健悟 島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit capable of improving a protection performance with respect to overvoltage and improving a degree of integration, and a drive system.SOLUTION: A semiconductor integrated circuit comprises: a p-type semiconductor layer 10C (first semiconductor region); and a first resistive element 431 which includes an n-type well region 11 (second semiconductor region) and in which the n-type well region 11 is defined as a first electrode and a second electrode and an n-type semiconductor region 13 (second semiconductor region) is defined as a resistor. When a normal operation voltage is applied to the first electrode in the first resistive element 431, a depletion layer 13a is formed from a pn junction 13J into the resistor. When overvoltage is applied to the first electrode in the first resistive element 431, an extension of the depletion layer 13a that is formed from the junction 13J into the resistor is enlarged and a resistance value is increased. Thus, the overvoltage can be dropped by the first resistive element 431.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、半導体集積回路及び駆動システムに関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a drive system.

下記特許文献1にはミラー装置用モータ制御回路が開示され、下記特許文献2には負荷駆動装置の過電圧保護回路が開示されている。
モータ制御回路は、ツェナダイオードが電源間に挿入されたサージ保護回路を備えている。サージ保護回路では、電源の一方に過電圧が印加されるとツェナダイオードが降伏し、電源の他方へ過電圧を抜くことができる。
また、過電圧保護回路は、電源と比較器の出力との間に、電気的に直列に接続された複数のツェナダイオードが挿入された電圧制限手段を備えている。比較器の出力及び電圧制限手段は出力段のダーリントン(Darlington)接続されたバイポーラトランジスタのベース電極に接続されている。電圧制限手段では、電源に過電圧が印加されると複数のツェナダイオードが降伏する。この降伏電流は、出力段のバイポーラトランジスタのベース電極に流れてこのバイポーラトランジスタを動作させる。このため、過電圧をグランドへ抜くことができる。
Patent Document 1 below discloses a motor control circuit for a mirror device, and Patent Document 2 below discloses an over-voltage protection circuit of a load drive device.
The motor control circuit includes a surge protection circuit in which a Zener diode is inserted between the power supplies. In the surge protection circuit, when an overvoltage is applied to one of the power supplies, the Zener diode breaks down, and the overvoltage can be removed to the other of the power supplies.
The overvoltage protection circuit also includes voltage limiting means in which a plurality of Zener diodes electrically connected in series are inserted between the power supply and the output of the comparator. The output of the comparator and the voltage limiting means are connected to the base electrode of the Darlington connected bipolar transistor of the output stage. In the voltage limiting means, a plurality of Zener diodes break down when an overvoltage is applied to the power supply. The breakdown current flows to the base electrode of the output stage bipolar transistor to operate the bipolar transistor. Therefore, the overvoltage can be pulled to the ground.

上記サージ保護回路又は過電圧保護回路では、約110Vの過電圧となるロードダンプノイズや約300Vに達する過電圧となるフィールドディケイノイズから内部素子を保護することができる。ロードダンプノイズは、自動車のエンジンが動作中であって、オルタネータが電源ラインに電流を供給中にバッテリラインが断線したときに生じるノイズである。また、フィールドディケイノイズは、オルタネータのフィールドコイルから放出されるノイズである。   The surge protection circuit or the overvoltage protection circuit can protect the internal elements from load dump noise which is an overvoltage of approximately 110 V and field decay noise which is an overvoltage which reaches approximately 300 V. Load dump noise is noise that is generated when the vehicle engine is operating and the battery line is disconnected while the alternator is supplying current to the power supply line. Also, field decay noise is noise emitted from the field coil of the alternator.

ところで、前述のサージ保護回路又は過電圧保護回路では、許容電流の大きなツェナダイオードが必要とされる。例えば、半導体集積回路に搭載する場合、平面視において矩形状のツェナダイオードの一辺の寸法は数mmにも達する。このため、サージ保護回路又は過電圧保護回路の占有面積が増大し、過電圧に対する保護性能の向上と集積度の向上とを両立させるためには、改善の余地があった。   By the way, in the above-mentioned surge protection circuit or overvoltage protection circuit, a Zener diode having a large allowable current is required. For example, when mounted on a semiconductor integrated circuit, the dimension of one side of the rectangular Zener diode in plan view reaches several mm. For this reason, the area occupied by the surge protection circuit or the overvoltage protection circuit is increased, and there is room for improvement in order to achieve both the improvement of the protection performance against overvoltage and the improvement of the integration degree.

特許第5629555号公報Patent No. 5629555 特公平6−81418号公報Japanese Examined Patent Publication No. 6-81418

本発明は、上記事実を考慮し、過電圧に対する保護性能を向上させることができ、かつ、集積度を向上させることができる半導体集積回路及び駆動システムを提供する。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a semiconductor integrated circuit and a drive system capable of improving over voltage protection performance and improving the degree of integration in consideration of the above facts.

上記課題を解決するため、本発明の第1実施態様に係る半導体集積回路は、他の領域から電気的に分離された第1導電型の第1半導体領域と、第1半導体領域の主面部に形成された第1導電型とは反対の第2導電型の第2半導体領域を有し、第2半導体領域の一端部が第1電極とされ、他端部が第2電極とされ、かつ、一端部と他端部との間が抵抗体とされ、第1電極に第1電圧が印加されると第1半導体領域と第2半導体領域との接合部から抵抗体内に空之層が形成され、第1電極に第1電圧よりも高い第2電圧が印加されると接合部から抵抗体内に形成される空之層の延びが大きくされる第1抵抗素子と、を備えている。   In order to solve the above problems, a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention includes a first semiconductor region of a first conductivity type electrically separated from another region, and a main surface portion of the first semiconductor region. A second semiconductor region of a second conductivity type opposite to the formed first conductivity type, one end of the second semiconductor region being a first electrode, and the other end being a second electrode, Between the one end and the other end is a resistor, and when a first voltage is applied to the first electrode, an air gap layer is formed in the resistor from the junction of the first semiconductor region and the second semiconductor region. And a first resistance element in which the extension of the air gap layer formed in the resistance body from the junction is increased when a second voltage higher than the first voltage is applied to the first electrode.

第1実施態様に係る半導体集積回路は、第1導電型の第1半導体領域の主面部に形成された第2導電型の第2半導体領域を有する第1抵抗素子を備える。第1半導体領域は他の領域から電気的に分離される。第1抵抗素子は、第2半導体領域の一端部を第1電極とし、第2半導体領域の他端部を第2電極とし、第2半導体領域の第1電極と第2電極との間を抵抗体として構成される。   A semiconductor integrated circuit according to a first embodiment includes a first resistance element having a second semiconductor region of a second conductivity type formed in a main surface portion of a first semiconductor region of a first conductivity type. The first semiconductor region is electrically isolated from the other regions. The first resistance element has one end of the second semiconductor region as a first electrode, the other end of the second semiconductor region as a second electrode, and a resistance between the first electrode and the second electrode of the second semiconductor region. It is configured as a body.

ここで、第1抵抗素子では、第1電極に第1電圧が印加されると、第1半導体領域と第2半導体領域との接合部から抵抗体内に空之層が形成される。抵抗体では空之層により制限された範囲内において、第1電圧に応じた電流が第1電極から第2電極へ流れる。例えば、半導体集積回路に使用される通常動作電圧が第1電圧として第1電極に印加されると、抵抗体の抵抗値が低い状態において、通常動作電圧に応じた電流が第1抵抗素子に流れる。
一方、第1電極に第1電圧よりも高い第2電圧が印加されると、接合部から抵抗体内に形成される空之層の延びが大きくされる。抵抗体では、第2電圧に応じた空之層の延びにより大きく電流経路が制限された範囲内において、第2電圧に応じた電流が第1抵抗素子に流れる。例えば、過電圧が第2電圧として第1電極に印加されると、抵抗体の抵抗値が高い状態において、過電圧は第1抵抗素子に流れるので、過電圧を電圧降下させることができる。
このため、過電圧が印加されたときに、第1抵抗素子において抵抗体の抵抗値を高くすることができるので、第1抵抗素子の占有面積を小さくすることができ、かつ、高い抵抗体により過電圧を電圧降下させることができる。
Here, in the first resistance element, when the first voltage is applied to the first electrode, an air gap layer is formed in the resistor from the junction of the first semiconductor region and the second semiconductor region. In the resistor, a current according to the first voltage flows from the first electrode to the second electrode within a range limited by the free layer. For example, when the normal operating voltage used in the semiconductor integrated circuit is applied to the first electrode as the first voltage, a current corresponding to the normal operating voltage flows in the first resistance element in a state where the resistance value of the resistor is low. .
On the other hand, when a second voltage higher than the first voltage is applied to the first electrode, the extension of the air layer formed in the resistor from the junction is increased. In the resistor, a current corresponding to the second voltage flows in the first resistance element within a range in which the current path is largely restricted by the extension of the free layer corresponding to the second voltage. For example, when an overvoltage is applied to the first electrode as the second voltage, the overvoltage flows to the first resistance element in a state where the resistance value of the resistor is high, so that the overvoltage can be dropped.
For this reason, when an overvoltage is applied, the resistance value of the resistor can be increased in the first resistance element, so the occupied area of the first resistance element can be reduced, and the overvoltage can be increased by the high resistance body. Voltage drop.

本発明の第2実施態様に係る半導体集積回路では、第1実施態様に係る半導体集積回路において、第1電極の接合深さは抵抗体の接合深さよりも深く、かつ、第1電極の第1半導体領域との接合部の不純物濃度は抵抗体の第1半導体領域との接合部の不純物濃度よりも低くされている。   In a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment, the junction depth of the first electrode is deeper than the junction depth of the resistor, and the first electrode of the first electrode is The impurity concentration at the junction with the semiconductor region is lower than the impurity concentration at the junction with the first semiconductor region of the resistor.

第2実施態様に係る半導体集積回路によれば、第1電極の接合深さが抵抗体の接合深さよりも深くされ、かつ、第1電極の不純物濃度が抵抗体の不純物濃度よりも低いので、第2半導体領域の不純物濃度プロファイルが抵抗体よりも第1電極において緩やかになる。このため、第1電極において接合部から第1半導体領域、第2半導体領域のそれぞれに延びる空之層を大きくすることができるので、第1電極において過電圧に対する接合部の破壊耐圧を向上させることができる。   According to the semiconductor integrated circuit of the second embodiment, the junction depth of the first electrode is deeper than the junction depth of the resistor, and the impurity concentration of the first electrode is lower than the impurity concentration of the resistor. The impurity concentration profile of the second semiconductor region is gentler at the first electrode than at the resistor. Therefore, the free layer extending from the junction to the first semiconductor region and the second semiconductor region can be enlarged in the first electrode, so that the breakdown withstand voltage of the junction in the first electrode against overvoltage can be improved. it can.

本発明の第3実施態様に係る半導体集積回路では、第1実施態様又は第2実施態様に係る半導体集積回路において、電源端子と、電源端子に第1主電極が接続され、外部負荷に第2主電極が接続される駆動素子と、駆動素子の制御電極に接続され、駆動素子の動作を制御する制御回路と、電源端子に第1電極が接続され、第1主電極が第2電極に接続された第1抵抗素子を含んで構成される第1保護回路と、を備えている。   In the semiconductor integrated circuit according to the third aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the first aspect or the second aspect, the first main electrode is connected to the power supply terminal and the power supply terminal, and the second load is connected to the external load. A drive element to which the main electrode is connected, a control circuit connected to the control electrode of the drive element, and a control circuit that controls the operation of the drive element, a first electrode is connected to the power supply terminal, and the first main electrode is connected to the second electrode And a first protection circuit configured to include the first resistance element.

第3実施態様に係る半導体集積回路は、電源端子と、駆動素子と、制御回路と、第1抵抗素子を含んで構成される第1保護回路とを備える。駆動素子は、第1主電極を電源端子に接続し、第2主電極を外部負荷に接続し、制御電極を制御回路に接続する。駆動素子の動作は制御回路により制御される。
ここで、第1保護回路は第1抵抗素子を含んで構成され、第1抵抗素子は電源端子と駆動素子との間に挿入される。詳しく説明すると、第1抵抗素子の第1電極は電源端子に接続され、第1抵抗素子の第2電極は駆動素子の第1主電極に接続される。このため、電源端子に過電圧が印加されたときに第1抵抗素子において抵抗体の抵抗値を高くし、第1抵抗素子を用いて駆動素子に入力される前に過電圧を電圧降下させることができる。この結果、駆動素子の過電圧による破壊耐圧を向上させることができる。
A semiconductor integrated circuit according to a third embodiment includes a power supply terminal, a drive element, a control circuit, and a first protection circuit including a first resistance element. The drive element connects the first main electrode to the power supply terminal, connects the second main electrode to the external load, and connects the control electrode to the control circuit. The operation of the drive element is controlled by the control circuit.
Here, the first protection circuit is configured to include the first resistance element, and the first resistance element is inserted between the power supply terminal and the drive element. Specifically, the first electrode of the first resistance element is connected to the power supply terminal, and the second electrode of the first resistance element is connected to the first main electrode of the drive element. Therefore, when an overvoltage is applied to the power supply terminal, the resistance value of the resistor can be increased in the first resistance element, and the overvoltage can be dropped before being input to the drive element using the first resistance element. . As a result, it is possible to improve the breakdown voltage due to the overvoltage of the drive element.

本発明の第4実施態様に係る半導体集積回路では、第3実施態様に係る半導体集積回路において、第1抵抗素子は複数の抵抗素子を有し、この複数の抵抗素子は電源端子と第1主電極との間に電気的に直列に接続されている。   In a semiconductor integrated circuit according to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the third aspect, the first resistance element has a plurality of resistance elements, and the plurality of resistance elements are a power supply terminal and a first main It is electrically connected in series between the electrodes.

第4実施態様に係る半導体集積回路によれば、第1抵抗素子は複数の抵抗素子を有し、複数の抵抗素子は電源端子と第1主電極との間に電気的に直列に接続される。このため、電源端子に第2電圧、例えば過電圧が印加されたとき、複数の抵抗素子により段階的に過電圧を電圧降下させることができるので、第1保護回路の破壊耐圧を向上させることができる。   According to the semiconductor integrated circuit of the fourth embodiment, the first resistance element has a plurality of resistance elements, and the plurality of resistance elements are electrically connected in series between the power supply terminal and the first main electrode. . For this reason, when the second voltage, for example, an overvoltage, is applied to the power supply terminal, the overvoltage can be lowered stepwise by the plurality of resistance elements, so that the breakdown withstand voltage of the first protection circuit can be improved.

本発明の第5実施態様に係る半導体集積回路は、第3実施態様又は第4実施態様に係る半導体集積回路において、第1保護回路と制御回路との間に第2抵抗素子を含んで構成される第2保護回路を更に備え、第2抵抗素子はシリコン多結晶膜により構成されている。   A semiconductor integrated circuit according to a fifth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the third or fourth aspect, including a second resistance element between the first protection circuit and the control circuit. And a second protective circuit, wherein the second resistive element is formed of a polycrystalline silicon film.

第5実施態様に係る半導体集積回路は、第1保護回路と制御回路との間に第2保護回路を備える。第2保護回路は第2抵抗素子を含んで構成され、第2抵抗素子はシリコン多結晶膜により構成されている。第2抵抗素子では、第1抵抗素子に比し安定した電流を流すことができる。   The semiconductor integrated circuit according to the fifth embodiment includes a second protection circuit between the first protection circuit and the control circuit. The second protection circuit is configured to include a second resistance element, and the second resistance element is configured by a polycrystalline silicon film. The second resistive element can flow a stable current as compared to the first resistive element.

本発明の第6実施態様に係る駆動システムは、第3実施態様〜第5実施態様のいずれか1つに係る半導体集積回路と、半導体集積回路に電源を供給する電源発生源と、電源発生源と電源端子との間に配設され、電源発生源から電源端子への電源の供給を切替えるスイッチ回路と、を備えている。   A drive system according to a sixth embodiment of the present invention comprises a semiconductor integrated circuit according to any one of the third to fifth embodiments, a power source for supplying power to the semiconductor integrated circuit, and a power source. And a power supply terminal, and a switch circuit for switching the supply of power from the power source to the power terminal.

第6実施態様に係る駆動システムは、半導体集積回路と、電源発生源と、スイッチ回路とを備える。電源発生源は半導体集積回路の電源端子に電源を供給する。スイッチ回路は、電源発生源と電源端子との間に配設され、電源発生源から電源端子への電源の供給を切替える。
このように構築される駆動システムにおいて、電源端子に第2電圧、例えば過電圧が印加されたときに第1抵抗素子において抵抗体の抵抗値を高くし、第1抵抗素子を用いて駆動素子に入力される前に過電圧を電圧降下させることができる。この結果、第1保護回路の占有面積を小さくすることができ、かつ、半導体集積回路の駆動素子の過電圧による破壊耐圧を向上させることができる。
A drive system according to a sixth embodiment includes a semiconductor integrated circuit, a power source, and a switch circuit. The power supply source supplies power to the power supply terminal of the semiconductor integrated circuit. The switch circuit is disposed between the power supply source and the power supply terminal, and switches the supply of power from the power supply source to the power supply terminal.
In the drive system constructed in this manner, when a second voltage, for example, an overvoltage, is applied to the power supply terminal, the resistance value of the resistor is increased in the first resistance element, and input to the drive element using the first resistance element. The overvoltage can be dropped before it is done. As a result, the area occupied by the first protection circuit can be reduced, and the breakdown voltage due to the overvoltage of the drive element of the semiconductor integrated circuit can be improved.

本発明によれば、過電圧に対する保護性能を向上させることができ、かつ、集積度を向上させることができる半導体集積回路及び駆動システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit and drive system capable of improving the protection performance against overvoltage and improving the degree of integration.

本発明の第1実施の形態に係る半導体集積回路及びこの半導体集積回路を含む駆動システムの回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention and a drive system including the semiconductor integrated circuit. 図1に示される半導体集積回路に搭載される第1保護回路の第1抵抗素子の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a first resistance element of a first protection circuit mounted on the semiconductor integrated circuit shown in FIG. (A)は図2に示される第1抵抗素子及び図1に示される半導体集積回路に搭載される第2保護回路の第2抵抗素子の縦断面構造を示す要部拡大断面図、(B)は図1に示される半導体集積回路に搭載される駆動回路の駆動素子及び制御回路を構築するトランジスタの縦断面構造を示す要部拡大断面図である。(A) is an enlarged sectional view of an essential part showing a longitudinal sectional structure of the first resistance element shown in FIG. 2 and the second resistance element of the second protection circuit mounted on the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1, (B) FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part showing a longitudinal sectional structure of a transistor forming a drive element and a control circuit of a drive circuit mounted on the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 図3に示される第1抵抗素子の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of the 1st resistive element shown by FIG. (A)は図3に示される通常動作電圧が印加された状態における第1抵抗素子の要部拡大断面図、(B)は過電圧が印加された状態における第1抵抗素子の(A)に対応した要部拡大断面図である。(A) is an enlarged cross-sectional view of the main part of the first resistance element in the state where the normal operation voltage shown in FIG. 3 is applied, (B) corresponds to (A) of the first resistance element in the state where overvoltage is applied. It is a principal part expanded sectional view. 図5に示される第1抵抗素子の電圧−電流特性を示すグラフである。It is a graph which shows the voltage-current characteristic of the 1st resistive element shown by FIG.

以下、図1〜図6を用いて、本発明の一実施の形態に係る半導体集積回路及び駆動システムを説明する。   Hereinafter, a semiconductor integrated circuit and a drive system according to an embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 6.

(半導体集積回路及び駆動システムの回路構成)
図1に示されるように、本実施の形態に係る駆動システム1は、自動車等の車両に搭載されている。この駆動システム1は、電源発生源2と、スイッチ回路3と、半導体集積回路(IC: Integrated Circuits)4とを備えている。駆動システム1は外部負荷5に接続され、外部負荷5は駆動システム1により駆動される。本実施の形態では、外部負荷5として電動モータが使用されている。
(Circuit configuration of semiconductor integrated circuit and drive system)
As shown in FIG. 1, a drive system 1 according to the present embodiment is mounted on a vehicle such as a car. The drive system 1 includes a power source 2, a switch circuit 3, and a semiconductor integrated circuit (IC: Integrated Circuits) 4. The drive system 1 is connected to an external load 5, which is driven by the drive system 1. In the present embodiment, an electric motor is used as the external load 5.

(1)電源発生源の構成
電源発生源2は車両に積載されたバッテリである。電源発生源2は通常動作電圧としての第1電圧を半導体集積回路4に供給する。第1電圧は例えば直流12V 又は直流24V である。
(1) Configuration of Power Source Generating Source The power source generating source 2 is a battery mounted on a vehicle. The power source 2 supplies the semiconductor integrated circuit 4 with a first voltage as a normal operating voltage. The first voltage is, for example, 12 V DC or 24 V DC.

(2)スイッチ回路の構成
スイッチ回路3は、電源発生源2と半導体集積回路4との間に配設され、第1スイッチ素子31及び第2スイッチ素子32を含んで構成されている。第1スイッチ素子31は、電源発生源2の正電圧端子(プラス端子)に接続された第1端子Aと、負電圧端子(マイナス端子)に接続された第2端子Bとを有し、第1端子Aと第2端子Bとを切替える。第1スイッチ素子31は半導体集積回路4の第1電源端子41に接続されている。
第2スイッチ素子32は、電源発生源2の正電圧端子に接続された第1端子Cと、負電圧端子に接続された第2端子Dとを有し、第1スイッチ素子31の切換に連動して第1端子Cと第2端子Dとを切替える。第2スイッチ素子32は半導体集積回路4の第2電源端子42に接続されている。
ここで、切換えに連動するとは、第1スイッチ素子31が第1端子Aへの接続から第2端子Bへの接続に切換るとき、この第1スイッチ素子31の切換に連動して、第2スイッチ素子32が第2端子Dへの接続から第1端子Cへの接続に切換わることを意味する。また、第1スイッチ素子31が第2端子Bへの接続から第1端子Aへの接続に切換るとき、第2スイッチ素子32が第1端子Cへの接続から第2端子Dへの接続に切換わる。
(2) Configuration of Switch Circuit The switch circuit 3 is disposed between the power supply source 2 and the semiconductor integrated circuit 4 and includes a first switch element 31 and a second switch element 32. The first switch element 31 has a first terminal A connected to the positive voltage terminal (plus terminal) of the power source 2 and a second terminal B connected to the negative voltage terminal (minus terminal). The first terminal A and the second terminal B are switched. The first switch element 31 is connected to the first power terminal 41 of the semiconductor integrated circuit 4.
The second switch element 32 has a first terminal C connected to the positive voltage terminal of the power source 2 and a second terminal D connected to the negative voltage terminal, and is interlocked with switching of the first switch element 31. Then, the first terminal C and the second terminal D are switched. The second switch element 32 is connected to the second power terminal 42 of the semiconductor integrated circuit 4.
Here, to interlock with switching means that, when the first switch element 31 switches from the connection to the first terminal A to the connection to the second terminal B, the second switch element 31 interlocks with the switching of the first switch element 31. It means that the switch element 32 switches from the connection to the second terminal D to the connection to the first terminal C. In addition, when the first switch element 31 switches from the connection to the second terminal B to the connection to the first terminal A, the connection of the second switch element 32 to the first terminal C to the connection to the second terminal D Switch over.

本実施の形態では、半導体集積回路4の第1電源端子41と第2電源端子42との間に容量素子6が電気的に並列に接続されている。詳しく説明すると、容量素子6は、第1スイッチ素子31と第1電源端子41との間に一方の電極を接続し、第2スイッチ素子32と第2電源端子42との間に他方の電極を接続している。この容量素子6は、電源間に発生するノイズを吸収する平滑コンデンサとして使用されている。   In the present embodiment, capacitive element 6 is electrically connected in parallel between first power supply terminal 41 and second power supply terminal 42 of semiconductor integrated circuit 4. More specifically, the capacitive element 6 connects one electrode between the first switch element 31 and the first power supply terminal 41, and the other electrode between the second switch element 32 and the second power supply terminal 42. Connected The capacitive element 6 is used as a smoothing capacitor that absorbs noise generated between power supplies.

(3)半導体集積回路の構成
半導体集積回路4は、第1電源端子41及び第2電源端子42と、第1保護回路43と、第2保護回路44と、制御回路45と、駆動回路46と、第1出力端子47及び第2出力端子48とを含んで構成されている。
(3) Configuration of Semiconductor Integrated Circuit The semiconductor integrated circuit 4 includes a first power supply terminal 41 and a second power supply terminal 42, a first protection circuit 43, a second protection circuit 44, a control circuit 45, and a drive circuit 46. , And the first output terminal 47 and the second output terminal 48.

(3−1)第1保護回路の構成
第1保護回路43は、第1電源端子41及び第2電源端子42と駆動回路46との間であって、第1電源端子41及び第2電源端子42と第2保護回路44との間に配設されている。第1保護回路43は第1抵抗素子431と第1抵抗素子432とを備えている。図2に示されるように、第1抵抗素子431は電気的に直列に接続された複数の抵抗素子431A及び抵抗素子431Bにより構成されている。抵抗素子431Aの第1電極としての一端は第1電源端子41に接続され、第2電極としての他端は抵抗素子431Bの第1電極としての一端に接続されている。抵抗素子431Bの第2電極としての他端は駆動回路46及び第2保護回路44に接続されている。
(3-1) Configuration of First Protection Circuit The first protection circuit 43 is between the first power supply terminal 41 and the second power supply terminal 42 and the drive circuit 46, and the first power supply terminal 41 and the second power supply terminal 42 and the second protection circuit 44. The first protection circuit 43 includes a first resistance element 431 and a first resistance element 432. As shown in FIG. 2, the first resistance element 431 is constituted by a plurality of resistance elements 431A and resistance elements 431B electrically connected in series. One end as a first electrode of the resistive element 431A is connected to the first power supply terminal 41, and the other end as a second electrode is connected to one end as a first electrode of the resistive element 431B. The other end of the resistive element 431 B as the second electrode is connected to the drive circuit 46 and the second protection circuit 44.

詳しく説明すると、第1電源端子41に通常動作電圧が印加されるとき、第1抵抗素子431の抵抗素子431A、抵抗素子431Bのそれぞれの抵抗値は低い。例えば、第1電源端子41に12V が印加されるとき、抵抗素子431A、抵抗素子431Bのそれぞれの抵抗値は例えば0.35Ω 〜0.38Ω とされる。一方、第1電源端子41に第2電圧としての過電圧が印加されるとき、第1抵抗素子431の抵抗素子431A、抵抗素子431Bのそれぞれの抵抗値は高くなる。そして、第1抵抗素子431により、過電圧を電圧降下させることができる。例えば、第1電源端子41に100V 〜300V の過電圧が印加されるとき、抵抗素子431A、抵抗素子431Bのそれぞれの抵抗値は1.6Ω 〜3.6Ω に変化する。
なお、第1抵抗素子431は、本実施の形態では2個の抵抗素子431A及び抵抗素子431Bを電気的に直列に接続した2段構成としているが、3個以上の抵抗素子を電気的に直列に接続した3段以上の多段構成としてもよい。
More specifically, when a normal operating voltage is applied to the first power supply terminal 41, the resistance value of each of the resistance element 431A and the resistance element 431B of the first resistance element 431 is low. For example, when 12 V is applied to the first power supply terminal 41, the resistance value of each of the resistive element 431A and the resistive element 431 B is, for example, 0.35 Ω to 0.38 Ω. On the other hand, when an overvoltage as the second voltage is applied to the first power supply terminal 41, the resistance value of each of the resistance element 431A and the resistance element 431B of the first resistance element 431 becomes high. Then, the overvoltage can be lowered by the first resistance element 431. For example, when an overvoltage of 100 V to 300 V is applied to the first power supply terminal 41, the resistance value of each of the resistance element 431A and the resistance element 431 B changes to 1.6 Ω to 3.6 Ω.
In the present embodiment, the first resistance element 431 has a two-stage configuration in which two resistance elements 431A and 431B are electrically connected in series, but three or more resistance elements are electrically connected in series. It may be a multistage configuration of three or more stages connected to each other.

図1に示される第1抵抗素子432は、図1及び図2に示される第1抵抗素子431と同様の構成とされ、電気的に直列に接続された複数の抵抗素子により構成されている。第1抵抗素子432の一端は第2電源端子42に接続され、第1抵抗素子432の他端は駆動回路46及び第2保護回路44に接続されている。
第1抵抗素子431の動作と同様に、通常動作電圧が印加されると第1抵抗素子432の抵抗値は低く、過電圧が印加されると第1抵抗素子432の抵抗値は高くなる。
The first resistance element 432 shown in FIG. 1 has a configuration similar to that of the first resistance element 431 shown in FIGS. 1 and 2, and is constituted by a plurality of resistance elements electrically connected in series. One end of the first resistance element 432 is connected to the second power supply terminal 42, and the other end of the first resistance element 432 is connected to the drive circuit 46 and the second protection circuit 44.
Similar to the operation of the first resistance element 431, the resistance value of the first resistance element 432 is low when a normal operating voltage is applied, and the resistance value of the first resistance element 432 is high when an overvoltage is applied.

(3−2)第2保護回路の構成
図1に示されるように、第2保護回路44は、第2抵抗素子441と、第2抵抗素子442と、第1サイリスタ443と、第2サイリスタ444とを備えている。
第2抵抗素子441の第1電極としての一端は第1保護回路43の第1抵抗素子431の第2電極(抵抗素子431Bの第2電極)に接続され、第2電極としての他端は制御回路45に接続されている。第2抵抗素子442の第1電極としての一端は第1保護回路43の第1抵抗素子432の第2電極に接続され、第2電極としての他端は制御回路45に接続されている。
第2抵抗素子441、第2抵抗素子442のそれぞれの抵抗値は、例えば50Ω に設定されている。
(3-2) Configuration of Second Protection Circuit As shown in FIG. 1, the second protection circuit 44 includes a second resistance element 441, a second resistance element 442, a first thyristor 443 and a second thyristor 444. And have.
One end of the second resistance element 441 as a first electrode is connected to the second electrode (second electrode of the resistance element 431B) of the first resistance element 431 of the first protection circuit 43, and the other end as a second electrode is controlled It is connected to the circuit 45. One end as a first electrode of the second resistance element 442 is connected to the second electrode of the first resistance element 432 of the first protection circuit 43, and the other end as a second electrode is connected to the control circuit 45.
The resistance value of each of the second resistance element 441 and the second resistance element 442 is set to, for example, 50 Ω.

第1サイリスタ443は、カソード電極を第2抵抗素子441の第2電極及び制御回路45に接続し、アノード電極を第2サイリスタ444のアノード電極に接続し、ゲート電極をアノード電極に接続している。すなわち、第1電源端子41に正電圧の動作電源電圧(第1電圧)が印加されるとき、第1電源端子41から制御回路45へ動作電源電圧を供給する第1電源配線411に対して、第1サイリスタ443は逆方向に接続されている。
第2サイリスタ444は、カソード電極を第2抵抗素子442の第2電極及び制御回路45に接続し、ゲート電極をアノード電極に接続している。同様に、第2電源端子42に動作電源電圧が印加されるとき、第2電源端子42から制御回路45へ動作電源電圧を供給する第2電源配線421に対して、第2サイリスタ444は逆方向に接続されている。
The first thyristor 443 connects the cathode electrode to the second electrode of the second resistance element 441 and the control circuit 45, connects the anode electrode to the anode electrode of the second thyristor 444, and connects the gate electrode to the anode electrode. . That is, when an operating power supply voltage (first voltage) of positive voltage is applied to the first power supply terminal 41, the first power supply wiring 411 for supplying the operating power supply voltage from the first power supply terminal 41 to the control circuit 45 The first thyristor 443 is connected in the reverse direction.
The second thyristor 444 connects the cathode electrode to the second electrode of the second resistance element 442 and the control circuit 45, and connects the gate electrode to the anode electrode. Similarly, when the operating power supply voltage is applied to the second power supply terminal 42, the second thyristor 444 has a reverse direction to the second power supply wiring 421 that supplies the operating power supply voltage from the second power supply terminal 42 to the control circuit 45. It is connected to the.

(3−3)駆動回路の構成
図1に示されるように、駆動回路46は、第1駆動素子461と、第2駆動素子462とを含んで構成されている。
第1駆動素子461は、本実施の形態において、第1導電型としてのnチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタ(IGFET:Insulated Gate Field Effect Transistor)により構成されている。好ましくは、第1駆動素子461は、二重拡散構造を有する高耐圧構造のDMOS(Double diffusion Metal Oxide Semiconductor)により構成されている。第1駆動素子461の一方の主電極は第1抵抗素子431の第2電極(抵抗素子431Bの第2電極)に接続され、他方の主電極は第1出力端子47に接続されている。第1出力端子47は外部負荷5に接続される構成とされている。第1駆動素子461の制御電極は制御回路45に接続され、第1駆動素子461の動作は制御回路45により制御されている。
第1駆動素子461には第1フライホイールダイオード(還流ダイオード)463が電気的に並列に接続されている。第1フライホイールダイオード463のアノード電極は第1駆動素子461の一方の主電極に接続され、カソード電極は第1駆動素子461の他方の主電極に接続されている。
(3-3) Configuration of Drive Circuit As shown in FIG. 1, the drive circuit 46 is configured to include a first drive element 461 and a second drive element 462.
In the present embodiment, the first drive element 461 is configured by an n-channel insulated gate field effect transistor (IGFET) as a first conductivity type. Preferably, the first drive element 461 is configured of a double diffusion metal oxide semiconductor (DMOS) having a high breakdown voltage structure having a double diffusion structure. One main electrode of the first drive element 461 is connected to the second electrode (second electrode of the resistance element 431 B) of the first resistance element 431, and the other main electrode is connected to the first output terminal 47. The first output terminal 47 is connected to the external load 5. The control electrode of the first drive element 461 is connected to the control circuit 45, and the operation of the first drive element 461 is controlled by the control circuit 45.
A first flywheel diode (return diode) 463 is electrically connected in parallel to the first drive element 461. The anode electrode of the first flywheel diode 463 is connected to one main electrode of the first drive element 461, and the cathode electrode is connected to the other main electrode of the first drive element 461.

一方、第2駆動素子462は、第1駆動素子461と同様にnチャネル型IGFET、好ましくはDMOSにより構成されている。第2駆動素子462の一方の主電極は第1抵抗素子432の第2電極に接続され、他方の主電極は第2出力端子48に接続されている。第2出力端子48は外部負荷5に接続される構成とされている。第2駆動素子462の制御電極は制御回路45に接続され、第1駆動素子461と同様に、第2駆動素子462の動作は制御回路45により制御されている。
第2駆動素子462には、第1フライホイールダイオード463と同様の第2フライホイールダイオード464が電気的に並列に接続されている。第2フライホイールダイオード464のアノード電極は第2駆動素子462の一方の主電極に接続され、カソード電極は第2駆動素子462の他方の主電極に接続されている。
Similarly to the first drive element 461, the second drive element 462 is composed of an n-channel IGFET, preferably a DMOS. One main electrode of the second drive element 462 is connected to the second electrode of the first resistance element 432, and the other main electrode is connected to the second output terminal 48. The second output terminal 48 is connected to the external load 5. The control electrode of the second drive element 462 is connected to the control circuit 45, and the operation of the second drive element 462 is controlled by the control circuit 45 as in the case of the first drive element 461.
A second flywheel diode 464 similar to the first flywheel diode 463 is electrically connected in parallel to the second drive element 462. The anode electrode of the second flywheel diode 464 is connected to one main electrode of the second drive element 462, and the cathode electrode is connected to the other main electrode of the second drive element 462.

(半導体集積回路のデバイス構成)
まず、図1に示される半導体集積回路4は、図3(A)及び図3(B)に示される基板10をベースとして構成されている。本実施の形態において、基板10は、半導体基板10Aと、半導体基板10A上に形成された絶縁層10Bと、絶縁層10B上に形成された半導体層10Cとを含んで構成されている。
半導体基板10Aには、第1導電型とは反対の第2導電型としてのp型シリコン単結晶基板が使用されている。絶縁層10Bには、シリコン単結晶基板の表面を酸化して形成されたシリコン酸化膜が使用されている。半導体層10Cには、絶縁層10Bに貼り合わせたp型シリコン単結晶基板が使用されている。半導体層10Cは例えば1014 atoms/cm3 の低い不純物濃度(不純物密度)に設定されている。すなわち、本実施の形態では、基板10にはSOI(Silicon On Insulator)構造が採用されている。
なお、基板10には、SIMOX(Separation by IMplantation of OXygen)方式により形成されたSOI構造や、SOI構造を持たない通常の半導体基板を使用することができる。
(Device configuration of semiconductor integrated circuit)
First, the semiconductor integrated circuit 4 shown in FIG. 1 is configured based on the substrate 10 shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). In the present embodiment, the substrate 10 is configured to include the semiconductor substrate 10A, the insulating layer 10B formed on the semiconductor substrate 10A, and the semiconductor layer 10C formed on the insulating layer 10B.
For the semiconductor substrate 10A, a p-type silicon single crystal substrate as a second conductivity type opposite to the first conductivity type is used. For the insulating layer 10B, a silicon oxide film formed by oxidizing the surface of a silicon single crystal substrate is used. For the semiconductor layer 10C, a p-type silicon single crystal substrate bonded to the insulating layer 10B is used. The semiconductor layer 10C is set to a low impurity concentration (impurity density) of, for example, 10 14 atoms / cm 3 . That is, in the present embodiment, an SOI (Silicon On Insulator) structure is adopted for the substrate 10.
As the substrate 10, an SOI structure formed by a SIMOX (Separation by Implantation of OXygen) method or a normal semiconductor substrate without an SOI structure can be used.

(1)制御回路を構築するIGFETのデバイス構成
図3(B)の左側に示されるように、半導体集積回路4には、制御回路45を構築するトランジスタとしてpチャネル型IGFETQが配設されている。IGFETQは半導体層10Cに形成されたn型ウエル領域11の主面部に配設されている。n型ウエル領域11は、例えば1014 atoms/cm3 の不純物濃度であって、半導体層10Cよりも若干高い不純物濃度に設定され、n型ウエル領域11の主面から半導体層10Cとのpn接合部までの接合深さxj1は例えば6.0 μm に設定されている。IGFETQは、半導体層10Cの主面上に形成された素子分離領域10Dに周囲を囲まれ、素子分離領域10Dを介して他の領域と電気的に分離されている。素子分離領域10Dには、例えば半導体層10Cの表面を選択的に酸化して形成されたシリコン酸化膜が使用されている。
(1) Device Configuration of IGFET Constructing Control Circuit As shown on the left side of FIG. 3B, the semiconductor integrated circuit 4 is provided with ap channel IGFET Q as a transistor constructing the control circuit 45. . The IGFET Q is disposed on the main surface portion of the n-type well region 11 formed in the semiconductor layer 10C. The n-type well region 11 has an impurity concentration of, for example, 10 14 atoms / cm 3 and is set to have an impurity concentration slightly higher than that of the semiconductor layer 10C, and a pn junction with the semiconductor layer 10C from the main surface of the n-type well region 11 The junction depth x j 1 to the portion is set to, for example, 6.0 μm. The IGFET Q is surrounded by an element isolation region 10D formed on the main surface of the semiconductor layer 10C, and is electrically isolated from the other regions via the element isolation region 10D. For the element isolation region 10D, for example, a silicon oxide film formed by selectively oxidizing the surface of the semiconductor layer 10C is used.

IGFETQは、チャネル形成領域と、一対の主電極としてのp型半導体領域16と、ゲート絶縁膜17と、ゲート電極18とを含んで構成されている。チャネル形成領域はn型ウエル領域11の主面部に形成される。p型半導体領域16は、例えば1020 atoms/cm3 の高い不純物濃度に設定され、p型半導体領域16の主面からのn型ウエル領域11とのpn接合部までの接合深さxj3は例えば0.5 μm に設定されている。ゲート絶縁膜17は、一対のp型半導体領域16間においてn型ウエル領域11の主面上に形成され、例えばシリコン酸化膜により形成されている。ゲート電極18は、ゲート絶縁膜17上に形成され、例えばシリコン多結晶膜により形成されている。シリコン多結晶膜には不純物として燐等が添加されて、ゲート電極18の抵抗値が調整されている。 The IGFET Q is configured to include a channel formation region, a p-type semiconductor region 16 as a pair of main electrodes, a gate insulating film 17, and a gate electrode 18. The channel formation region is formed on the main surface portion of the n-type well region 11. The p-type semiconductor region 16 is set to a high impurity concentration of, for example, 10 20 atoms / cm 3 , and a junction depth x j 3 from the main surface of the p-type semiconductor region 16 to the pn junction with the n-type well region 11. Is set to 0.5 μm, for example. The gate insulating film 17 is formed on the main surface of the n-type well region 11 between the pair of p-type semiconductor regions 16 and is formed of, for example, a silicon oxide film. The gate electrode 18 is formed on the gate insulating film 17 and is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. Phosphorus or the like is added to the polycrystalline silicon film as an impurity to adjust the resistance value of the gate electrode 18.

なお、ゲート絶縁膜17は、シリコン窒化膜、又はシリコン酸化膜とシリコン窒化膜とを積層した複合膜により形成してもよい。また、ゲート電極18は、シリコンと高融点金属との化合物である高融点金属シリサイド膜、又はシリコン多結晶膜若しくは高融点金属シリサイド膜上に高融点金属膜を積層した複合膜により形成してもよい。さらに、図示を省略するが、制御回路45には、IGFETQと反対の導電型のnチャネル型IGFETが配設されている。nチャネルIGFETは、IGFETQと同様の構造により構成されている。   The gate insulating film 17 may be formed of a silicon nitride film or a composite film in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are stacked. Further, the gate electrode 18 may be formed of a high melting point metal silicide film which is a compound of silicon and high melting point metal, or a composite film in which a high melting point metal film is laminated on a silicon polycrystal film or a high melting point metal silicide film. Good. Further, although not shown, the control circuit 45 is provided with an n-channel IGFET of a conductivity type opposite to that of the IGFET Q. The n-channel IGFET is configured with the same structure as the IGFET Q.

(2)制御回路を構築するバイポーラトランジスタのデバイス構成
図3(B)の中央に示されるように、半導体集積回路4には、制御回路45を構築するトランジスタとして縦型構造のpnp型バイポーラトランジスタTが配設されている。バイポーラトランジスタTは、素子分離領域10Dに周囲を囲まれた半導体層10Cの主面部に配設されている。
(2) Device Configuration of Bipolar Transistor Constructing Control Circuit As shown in the center of FIG. 3B, the semiconductor integrated circuit 4 includes a pnp bipolar transistor T having a vertical structure as a transistor constructing the control circuit 45. Is provided. The bipolar transistor T is disposed on the main surface portion of the semiconductor layer 10C surrounded by the element isolation region 10D.

バイポーラトランジスタTは、p型コレクタ電極(主電極)と、n型ベース電極(制御電極)と、p型エミッタ電極(主電極)とを含んで構成されている。
コレクタ電極は半導体層10Cの主面部に形成されたp型ウエル領域12により構成されている。p型ウエル領域12はn型ウエル領域11の不純物濃度と同等の不純物濃度に設定され、p型ウエル領域12の主面からの拡散深さはn型ウエル領域11の接合深さxj1と同等とされている。p型ウエル領域12の主面部にはp型半導体領域16が形成されている。このp型半導体領域16には図示を省略した配線が接続され、p型半導体領域16と配線とのコンタクト抵抗が小さくされている。
ベース電極はp型ウエル領域12の主面部に形成されたn型半導体領域13により構成されている。n型半導体領域13は、例えば1016 atoms/cm3 の不純物濃度であって、n型ウエル領域11よりも高い不純物密度に設定されている。n型半導体領域13(半導体層10C)の主面からn型半導体領域13とp型ウエル領域12とのpn接合部までの接合深さxj2は例えば2.0 μm に設定されている。n型半導体領域13の主面部にはn型半導体領域15が形成されている。n型半導体領域15には図示を省略した配線が接続され、n型半導体領域15と配線とのコンタクト抵抗が小さくされている。n型半導体領域15は例えば1020 atoms/cm3 の高い不純物濃度に設定され、n型半導体領域15の主面からの拡散深さはp型半導体領域16の接合深さxj3と同等とされている。
エミッタ電極はn型半導体領域13の主面部に形成されたp型半導体領域16により構成されている。p型半導体領域16には図示を省略した配線が接続され、p型半導体領域16と配線とのコンタクト抵抗が小さくされている。
The bipolar transistor T is configured to include a p-type collector electrode (main electrode), an n-type base electrode (control electrode), and a p-type emitter electrode (main electrode).
The collector electrode is constituted by the p-type well region 12 formed in the main surface portion of the semiconductor layer 10C. The p-type well region 12 is set to an impurity concentration equivalent to the impurity concentration of the n-type well region 11, and the diffusion depth from the main surface of the p-type well region 12 is the junction depth x j 1 of the n-type well region 11. It is considered equivalent. A p-type semiconductor region 16 is formed in the main surface portion of the p-type well region 12. An interconnection (not shown) is connected to the p-type semiconductor region 16 to reduce the contact resistance between the p-type semiconductor region 16 and the interconnection.
The base electrode is composed of an n-type semiconductor region 13 formed on the main surface of the p-type well region 12. The n-type semiconductor region 13 has an impurity concentration of 10 16 atoms / cm 3 , for example, and is set to have an impurity density higher than that of the n-type well region 11. The junction depth x j 2 from the main surface of n-type semiconductor region 13 (semiconductor layer 10C) to the pn junction between n-type semiconductor region 13 and p-type well region 12 is set to 2.0 μm, for example. An n-type semiconductor region 15 is formed in the main surface portion of the n-type semiconductor region 13. A wire (not shown) is connected to the n-type semiconductor region 15, and the contact resistance between the n-type semiconductor region 15 and the wire is reduced. The n-type semiconductor region 15 is set to a high impurity concentration of, for example, 10 20 atoms / cm 3 , and the diffusion depth from the main surface of the n-type semiconductor region 15 is equal to the junction depth x j 3 of the p-type semiconductor region 16. It is done.
The emitter electrode is formed of a p-type semiconductor region 16 formed in the main surface portion of the n-type semiconductor region 13. An interconnection (not shown) is connected to the p-type semiconductor region 16 to reduce the contact resistance between the p-type semiconductor region 16 and the interconnection.

(3)駆動回路の駆動素子のデバイス構成
図3(B)の右側に示されるように、駆動回路46の第1駆動素子461は、素子分離領域10Dに周囲を囲まれ、半導体層10Cの主面部に形成されたn型ウエル領域11に配設されている。第1駆動素子461は、前述の通りDMOSにより構成され、チャネル形成領域と、一方及び他方の主電極と、ゲート絶縁膜17と、ゲート電極18とを含んで構成されている。
(3) Device Configuration of Drive Element of Drive Circuit As shown on the right side of FIG. 3B, the first drive element 461 of the drive circuit 46 is surrounded by the element isolation region 10D, and the main component of the semiconductor layer 10C is It is arrange | positioned by the n-type well area | region 11 formed in the surface part. As described above, the first drive element 461 is formed of DMOS, and includes the channel formation region, one and the other main electrodes, the gate insulating film 17 and the gate electrode 18.

第1駆動素子461のチャネル形成領域はn型ウエル領域11の主面部に形成されたp型半導体領域14により構成されている。p型半導体領域14は、例えばn型半導体領域13の不純物濃度と同等に設定され、かつ、同等の接合深さxj2に設定されている。
一方の主電極は、ソース電極とされ、p型半導体領域14の主面部に形成されたn型半導体領域15により構成されている。このn型半導体領域15及びp型半導体領域14は二重拡散構造とされている。一方の主電極は、図示を省略した配線を通して第1保護回路43の第1抵抗素子431の他方の電極に接続されている。
他方の主電極は、ドレイン電極とされ、n型ウエル領域11とこのn型ウエル領域11の主面部に形成されたn型半導体領域15とにより構成されている。このn型半導体領域15は、図示を省略した配線を通して第1出力端子47に接続されている。
ゲート絶縁膜17は、p型半導体領域14上及びn型ウエル領域11上に形成されている。ゲート電極18はゲート絶縁膜17上に形成されている。
なお、図1に示される駆動回路46の第2駆動素子462の構成は第1駆動素子461の構成と同様とされている。また、第1フライホイールダイオード463は第1駆動素子461のp型半導体領域14(アノード電極)とn型ウエル領域11(カソード電極)とのpn接合部に付加されている。一方、第2フライホイールダイオード464は第1フライホイールダイオード463と同様の構成とされている。
The channel formation region of the first drive element 461 is constituted by the p-type semiconductor region 14 formed in the main surface portion of the n-type well region 11. The p-type semiconductor region 14 is set equal to, for example, the impurity concentration of the n-type semiconductor region 13 and is set to the same junction depth x j 2.
One of the main electrodes is a source electrode, and is constituted by an n-type semiconductor region 15 formed in the main surface portion of the p-type semiconductor region 14. The n-type semiconductor region 15 and the p-type semiconductor region 14 have a double diffusion structure. One main electrode is connected to the other electrode of the first resistance element 431 of the first protection circuit 43 through a wire (not shown).
The other main electrode is a drain electrode, and is composed of an n-type well region 11 and an n-type semiconductor region 15 formed on the main surface of the n-type well region 11. The n-type semiconductor region 15 is connected to the first output terminal 47 through a wire (not shown).
The gate insulating film 17 is formed on the p-type semiconductor region 14 and the n-type well region 11. The gate electrode 18 is formed on the gate insulating film 17.
The configuration of the second drive element 462 of the drive circuit 46 shown in FIG. 1 is the same as the configuration of the first drive element 461. The first flywheel diode 463 is added to the pn junction between the p-type semiconductor region 14 (anode electrode) of the first drive element 461 and the n-type well region 11 (cathode electrode). On the other hand, the second flywheel diode 464 is configured the same as the first flywheel diode 463.

(4)第1保護回路の第1抵抗素子のデバイス構成
図2に示される第1抵抗素子431の抵抗素子431Aは、図3(A)の左側に示されるように、素子分離領域10Dに周囲を囲まれ、半導体層10Cの主面部に配設されている。前述の通り、抵抗素子431Aは、第1電極、抵抗体及び第2電極を含んで構成されている。
(4) Device Configuration of First Resistance Element of First Protection Circuit As shown in the left side of FIG. 3A, the resistance element 431A of the first resistance element 431 shown in FIG. 2 is surrounded by the element isolation region 10D. And is disposed on the main surface portion of the semiconductor layer 10C. As described above, the resistance element 431A is configured to include the first electrode, the resistor, and the second electrode.

第1電極はn型ウエル領域11を主要素として構成され、このn型ウエル領域11の主面部にはn型半導体領域15が形成されている。n型半導体領域15には図示を省略した配線が接続され、n型半導体領域15と配線とのコンタクト抵抗が小さくされている。n型ウエル領域11は、図3(B)の左側に示されるIGFETQ、図3(B)の右側に示される第1駆動素子461のそれぞれを形成するn型ウエル領域11と同一構造を有し、かつ、半導体集積回路4の製造過程において同一工程により形成されている。従って、n型ウエル領域11は1014 atoms/cm3 の不純物濃度に設定され、n型ウエル領域11の接合深さxj1が例えば6.0 μmに設定されている。
第2電極は、第1電極と同様にn型ウエル領域11を主要素として構成されている。
The first electrode is mainly composed of an n-type well region 11, and an n-type semiconductor region 15 is formed on the main surface of the n-type well region 11. A wire (not shown) is connected to the n-type semiconductor region 15, and the contact resistance between the n-type semiconductor region 15 and the wire is reduced. The n-type well region 11 has the same structure as the n-type well region 11 forming each of the IGFET Q shown on the left side of FIG. 3B and the first driving element 461 shown on the right side of FIG. And, they are formed by the same process in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit 4. Accordingly, the impurity concentration of the n-type well region 11 is set to 10 14 atoms / cm 3 , and the junction depth x j 1 of the n-type well region 11 is set to 6.0 μm, for example.
The second electrode is configured with the n-type well region 11 as a main element, as in the first electrode.

図3(A)に示されるように、抵抗体は、半導体層10Cの主面部に形成され、第1電極と第2電極との間に配置されると共に、双方に一体に形成(電気的に接続)されたn型半導体領域13により構成されている。n型半導体領域13は、図3(B)に示されるバイポーラトランジスタTのベース領域を形成するn型半導体領域13と同一構造により形成され、かつ、半導体集積回路4の製造過程において同一工程により形成されている。従って、抵抗体のn型半導体領域13は例えば1014 atoms/cm3 の不純物濃度に設定され、n型半導体領域13の接合深さxj2は例えば2.0μmに設定されている。 As shown in FIG. 3A, the resistor is formed on the main surface of the semiconductor layer 10C, disposed between the first electrode and the second electrode, and integrally formed on both (electrically (Connected) is constituted by the n-type semiconductor region 13. The n-type semiconductor region 13 is formed with the same structure as the n-type semiconductor region 13 forming the base region of the bipolar transistor T shown in FIG. 3B, and formed by the same process in the process of manufacturing the semiconductor integrated circuit 4. It is done. Therefore, the n-type semiconductor region 13 of the resistor is set to an impurity concentration of 10 14 atoms / cm 3 , for example, and the junction depth x j 2 of the n-type semiconductor region 13 is set to 2.0 μm, for example.

図4に示されるように、本実施の形態において、第1電極、抵抗体及び第2電極を含む抵抗素子431Aの電流方向の全長L1は例えば120 μm に設定され、抵抗素子431Aの電流方向と直交する方向の全幅W1は例えば75 μm に設定されている。さらに、抵抗体の電流方向の全長L2は例えば40 μm 〜70 μmに設定され、抵抗体の電流方向と直交する方向の全幅W2は例えば25 μm に設定されている。
なお、図2に示される第1抵抗素子431の抵抗素子431B、図1に示される第2抵抗素子432の直列に接続された抵抗素子のそれぞれは、抵抗素子431Aと同一構造とされている。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the total length L1 in the current direction of the resistor element 431A including the first electrode, the resistor and the second electrode is set to 120 μm, for example, and the current direction of the resistor element 431A The full width W1 in the orthogonal direction is set to, for example, 75 μm. Further, the total length L2 in the current direction of the resistor is set to, for example, 40 μm to 70 μm, and the total width W2 in the direction orthogonal to the current direction of the resistor is set to, for example, 25 μm.
The resistance element 431B of the first resistance element 431 shown in FIG. 2 and the resistance elements connected in series of the second resistance element 432 shown in FIG. 1 have the same structure as the resistance element 431A.

(5)第2保護回路の第2抵抗素子のデバイス構成
図1に示される第2保護回路44の第2抵抗素子441は、図3(A)の右側に示されるように、素子分離領域10D上に配設されている。第2抵抗素子441は、ここではシリコン多結晶膜18Rにより形成されている。第2抵抗素子441は、IGFETQ、第1駆動素子461のそれぞれのゲート電極18と同一構造により形成され、かつ、半導体集積回路4の製造過程において同一工程により形成されている。なお、シリコン多結晶膜18Rは、添加される不純物濃度を調整してゲート電極18の抵抗値よりも高い抵抗値に設定されている。
図1に示される第2保護回路44の第2抵抗素子442は第2抵抗素子441と同一の構成とされている。
(5) Device Configuration of Second Resistance Element of Second Protection Circuit The second resistance element 441 of the second protection circuit 44 shown in FIG. 1 is, as shown on the right side of FIG. 3A, an element isolation region 10D. It is arranged on the top. The second resistance element 441 is formed of the polycrystalline silicon film 18R here. The second resistance element 441 is formed to have the same structure as the gate electrode 18 of each of the IGFET Q and the first drive element 461, and is formed in the same process in the process of manufacturing the semiconductor integrated circuit 4. The polycrystalline silicon film 18R is set to have a resistance value higher than that of the gate electrode 18 by adjusting the concentration of the added impurity.
The second resistance element 442 of the second protection circuit 44 shown in FIG. 1 has the same configuration as the second resistance element 441.

(本実施の形態の作用及び効果)
本実施の形態に係る半導体集積回路4は、図3(A)に示されるように、p型半導体層10C(第1半導体領域)の主面部に形成されたn型ウエル領域11(第2半導体領域)を有する第1抵抗素子431を備える。半導体層10Cは他の領域(例えば半導体基板10A、n型ウエル領域11等)から電気的に分離される。第1抵抗素子431は、n型ウエル領域11を第1電極とし、n型ウエル領域11を第2電極とし、第1電極と第2電極との間のn型半導体領域13を抵抗体として構成される。
(Operation and effect of the present embodiment)
As shown in FIG. 3A, the semiconductor integrated circuit 4 according to the present embodiment includes an n-type well region 11 (second semiconductor) formed in the main surface of a p-type semiconductor layer 10C (first semiconductor region). Region) is provided. The semiconductor layer 10C is electrically isolated from other regions (for example, the semiconductor substrate 10A, the n-type well region 11 and the like). The first resistance element 431 includes the n-type well region 11 as a first electrode, the n-type well region 11 as a second electrode, and the n-type semiconductor region 13 between the first electrode and the second electrode as a resistor. Be done.

ここで、図5(A)に示されるように、第1抵抗素子431の抵抗素子431Aでは、第1電極に通常動作電圧が印加されると、半導体層10Cとn型半導体領域13とのpn接合部13Jから抵抗体内に空之層13aが形成される。勿論、pn接合部13Jから半導体層10C側へも空之層13bが形成される。抵抗体では空之層13aにより制限された範囲内(n型半導体領域13内)において、通常動作電圧に応じた電流iが第1電極から第2電極へ流れる。例えば、通常動作電圧が12V とされ、この通常動作電圧が第1電極に印加されると、抵抗体の抵抗値は例えば0.35Ω と低く、この抵抗値が低い状態において通常動作電圧に応じた電流iが抵抗素子431Aに流れる。   Here, as shown in FIG. 5A, in the resistive element 431A of the first resistive element 431, when a normal operating voltage is applied to the first electrode, the pn of the semiconductor layer 10C and the n-type semiconductor region 13 The air layer 13a is formed in the resistor from the junction 13J. Of course, the free layer 13b is also formed from the pn junction 13J to the semiconductor layer 10C side. In the resistor, a current i corresponding to the normal operating voltage flows from the first electrode to the second electrode in the range (within the n-type semiconductor region 13) limited by the free layer 13a. For example, when the normal operating voltage is 12 V and this normal operating voltage is applied to the first electrode, the resistance value of the resistor is as low as 0.35 Ω, for example, and the current according to the normal operating voltage in the state where the resistance is low i flows to the resistance element 431A.

一方、図5(B)に示されるように、第1電極に第1電圧よりも高い過電圧が印加されると、pn接合部13Jから抵抗体内に形成される空之層13aの延びが大きくなる。抵抗体では、過電圧に応じた空之層13aの延びにより大きく電流経路が制限された範囲内において、過電圧に応じた電流isが抵抗素子431Aに流れる。
例えば、図6に示されるように、110V の過電圧が第1電極に印加されると、抵抗体の抵抗値が例えば1.6Ω と高くなり、抵抗素子431により過電圧を電圧降下させることができる。
また、図6に示されるように、300V の過電圧が第1電極に印加されると、抵抗体の抵抗値が例えば3.6Ω と高くなり、抵抗素子431により過電圧を電圧降下させることができる。
このため、過電圧が印加されたときに第1抵抗素子431において抵抗体の抵抗値を高くすることができるので、第1抵抗素子431の占有面積を小さくすることができる。加えて、抵抗体の抵抗値を高くすることができるので、第1抵抗素子431を用いて過電圧を電圧降下させることができる。
第1抵抗素子431の抵抗素子431B、第2抵抗素子432のそれぞれの抵抗素子についても同様の作用効果を得ることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when an overvoltage higher than the first voltage is applied to the first electrode, the extension of the air layer 13a formed in the resistor from the pn junction 13J becomes large. . In the resistor, in the range where the current path is largely restricted by the extension of the free layer 13a according to the overvoltage, the current is according to the overvoltage flows to the resistance element 431A.
For example, as shown in FIG. 6, when an overvoltage of 110 V is applied to the first electrode, the resistance value of the resistor increases to, for example, 1.6.OMEGA., And the overvoltage can be dropped by the resistor element 431.
Further, as shown in FIG. 6, when an overvoltage of 300 V is applied to the first electrode, the resistance value of the resistor increases to, for example, 3.6 Ω, and the overvoltage can be dropped by the resistor element 431.
Therefore, when the overvoltage is applied, the resistance value of the resistor can be increased in the first resistance element 431, so that the occupied area of the first resistance element 431 can be reduced. In addition, since the resistance value of the resistor can be increased, the first resistance element 431 can be used to drop the overvoltage.
The same function and effect can be obtained for each of the resistor elements 431 B of the first resistor element 431 and the second resistor element 432.

従って、半導体集積回路4では、過電圧に対する保護性能を向上させることができ、かつ、集積度を向上させることができる半導体集積回路4を提供することができる。本実施の形態に係る半導体集積回路4では、従来のツェナダイオードを用いたサージ保護回路又は過電圧保護回路に比し、約15分の1〜25分の1の占有面積において過電圧に対する保護性能を向上させることができる。   Therefore, the semiconductor integrated circuit 4 can provide the semiconductor integrated circuit 4 capable of improving the protection performance against overvoltage and improving the degree of integration. The semiconductor integrated circuit 4 according to the present embodiment improves the protection performance against overvoltage in the occupied area of about 1/15 to 1/25 compared to the conventional surge protection circuit or overvoltage protection circuit using a Zener diode. It can be done.

また、本実施の形態に係る半導体集積回路4では、図3(A)に示されるように、第1抵抗素子431の第1電極(n型ウエル領域11)の接合深さxj1が抵抗体(n型半導体領域13)の接合深さxj2よりも深くされる。加えて、第1電極の不純物濃度が抵抗体の不純物濃度よりも低い。これにより、第1電極の不純物濃度プロファイルが抵抗体の不純物濃度プロファイルよりも緩やかになる。
このため、図5(B)に示されるように、第1電極において半導体層10Cとn型ウエル領域11とのpn接合部11Jからの空之層11a及び空之層11bの延びを大きくすることができるので、過電圧に対する第1電極の破壊耐圧を向上させることができる。
加えて、pn接合部11Jに形成される寄生容量並びに寄生ダイオードも、過電圧に対する第1電極の破壊耐圧の向上に有効に作用させることができる。
Further, in the semiconductor integrated circuit 4 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the junction depth x j 1 of the first electrode (n-type well region 11) of the first resistance element 431 is a resistance. It is made deeper than the junction depth x j 2 of the body (n-type semiconductor region 13). In addition, the impurity concentration of the first electrode is lower than the impurity concentration of the resistor. As a result, the impurity concentration profile of the first electrode becomes gentler than the impurity concentration profile of the resistor.
Therefore, as shown in FIG. 5B, the extension of the free layer 11a and the free layer 11b from the pn junction 11J between the semiconductor layer 10C and the n-type well region 11 in the first electrode is increased. As a result, the breakdown withstand voltage of the first electrode against overvoltage can be improved.
In addition, the parasitic capacitance and the parasitic diode formed in the pn junction 11J can also be effectively used to improve the breakdown withstand voltage of the first electrode against the overvoltage.

さらに、本実施の形態に係る半導体集積回路4は、図1に示されるように、第1電源端子41及び第2電源端子42と、第1駆動素子461及び第2駆動素子462(駆動回路46)と、制御回路45と、第1抵抗素子431及び第1抵抗素子432を含んで構成される第1保護回路43とを備える。
第1駆動素子461は、第1主電極を第1電源端子41に接続し、第2主電極を外部負荷5に接続し、制御電極を制御回路45に接続する。第2駆動素子462は、第1主電極を第2電源端子42に接続し、第2主電極を外部負荷5に接続し、制御電極を制御回路45に接続する。第1駆動素子461及び第2駆動素子462の動作は制御回路45により制御される。
Furthermore, as shown in FIG. 1, the semiconductor integrated circuit 4 according to the present embodiment includes the first power supply terminal 41 and the second power supply terminal 42, the first drive element 461 and the second drive element 462 (drive circuit 46). , A control circuit 45, and a first protection circuit 43 configured to include the first resistance element 431 and the first resistance element 432.
The first drive element 461 connects the first main electrode to the first power supply terminal 41, connects the second main electrode to the external load 5, and connects the control electrode to the control circuit 45. The second drive element 462 connects the first main electrode to the second power supply terminal 42, connects the second main electrode to the external load 5, and connects the control electrode to the control circuit 45. The operation of the first drive element 461 and the second drive element 462 is controlled by the control circuit 45.

ここで、第1保護回路43は第1抵抗素子431及び第1抵抗素子432を含んで構成される。第1抵抗素子431は第1電源端子41と第1駆動素子461との間に挿入される。第1抵抗素子432は第2電源端子41と第2駆動素子462との間に挿入される。
詳しく説明すると、第1抵抗素子431の第1電極は第1電源端子41に接続され、第1抵抗素子431の第2電極は第1駆動素子461の第1主電極に接続される。第1抵抗素子432の第1電極は第2電源端子42に接続され、第1抵抗素子432の第2電極は第2駆動素子462の第1主電極に接続される。
このため、図5(B)に示されるように、第1電源端子41に過電圧が印加されたときに第1抵抗素子431において抵抗体の抵抗値を高くし、第1抵抗素子431を用いて第1駆動素子461に入力される前に過電圧を電圧降下させることができる。同様に、第2電源端子42に過電圧が印加されたときに第1抵抗素子432において抵抗体の抵抗値を高くし、第1抵抗素子432を用いて第2駆動素子462に入力される前に過電圧を電圧降下させることができる。
この結果、第1駆動素子461、第2駆動素子462のそれぞれの過電圧による破壊耐圧を向上させることができる。
Here, the first protection circuit 43 is configured to include the first resistance element 431 and the first resistance element 432. The first resistance element 431 is inserted between the first power supply terminal 41 and the first drive element 461. The first resistance element 432 is inserted between the second power supply terminal 41 and the second drive element 462.
Specifically, the first electrode of the first resistance element 431 is connected to the first power supply terminal 41, and the second electrode of the first resistance element 431 is connected to the first main electrode of the first drive element 461. The first electrode of the first resistance element 432 is connected to the second power supply terminal 42, and the second electrode of the first resistance element 432 is connected to the first main electrode of the second drive element 462.
Therefore, as shown in FIG. 5B, when an overvoltage is applied to the first power supply terminal 41, the resistance value of the resistor in the first resistance element 431 is increased, and the first resistance element 431 is used. The overvoltage can be dropped before being input to the first drive element 461. Similarly, when an overvoltage is applied to the second power supply terminal 42, the resistance value of the resistor is increased in the first resistance element 432, and before being input to the second drive element 462 using the first resistance element 432. The overvoltage can be reduced.
As a result, breakdown withstand voltages of the first drive element 461 and the second drive element 462 due to respective overvoltages can be improved.

また、本実施の形態に係る半導体集積回路4では、図1及び図2に示されるように、第1抵抗素子431は複数の抵抗素子431A及び抵抗素子431Bを有し、複数の抵抗素子431A及び抵抗素子431Bは第1電源端子41と第1駆動素子461の第1主電極との間に電気的に直列に接続される。このため、第1電源端子41に過電圧が印加されたとき、複数の抵抗素子431A及び抵抗素子431Bにより段階的に過電圧を電圧降下させることができるので、第1保護回路43の破壊耐圧を向上させることができる。
同様に、第1抵抗素子432は複数の抵抗素子により構成されるので、第1抵抗素子432では第1抵抗素子431と同様の作用効果を得ることができる。
Further, in the semiconductor integrated circuit 4 according to the present embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the first resistance element 431 has a plurality of resistance elements 431A and a resistance element 431B, and the plurality of resistance elements 431A and 431A. Resistance element 431 B is electrically connected in series between first power supply terminal 41 and the first main electrode of first drive element 461. Therefore, when an overvoltage is applied to the first power supply terminal 41, the overvoltage can be stepped down stepwise by the plurality of resistance elements 431A and 431B, so that the breakdown withstand voltage of the first protection circuit 43 is improved. be able to.
Similarly, since the first resistance element 432 is formed of a plurality of resistance elements, the first resistance element 432 can obtain the same function and effect as the first resistance element 431.

さらに、本実施の形態に係る半導体集積回路4は、図1に示されるように、第1保護回路43と制御回路45との間に第2保護回路44を備える。第2保護回路44は第2抵抗素子441及び第2抵抗素子442を含んで構成され、図3(A)に示されるように、第2抵抗素子441及び第2抵抗素子442はシリコン多結晶膜18Rにより構成される。このため、第2抵抗素子441及び第2抵抗素子442は、第1抵抗素子431及び第1抵抗素子432に比し電流を安定させることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 1, the semiconductor integrated circuit 4 according to the present embodiment includes the second protection circuit 44 between the first protection circuit 43 and the control circuit 45. The second protection circuit 44 is configured to include the second resistance element 441 and the second resistance element 442, and as shown in FIG. 3A, the second resistance element 441 and the second resistance element 442 are made of a polycrystalline silicon film. It consists of 18R. Therefore, the second resistance element 441 and the second resistance element 442 can stabilize the current as compared to the first resistance element 431 and the first resistance element 432.

また、図1に示されるように、本実施の形態に係る駆動システム1は、半導体集積回路4と、電源発生源2と、スイッチ回路3とを備える。電源発生源2は半導体集積回路4に電源を供給する。スイッチ回路3は、電源発生源2と半導体集積回路4の第1電源端子41及び第2電源端子42との間に配設され、電源発生源2から第1電源端子41又は第2電源端子42への電源の供給を切替える。
このように構築される駆動システム1において、第1電源端子41又は第2電源端子42に過電圧が印加されたときに、図5(B)に示されるように第1抵抗素子431又は第1抵抗素子432において抵抗体の抵抗値を高くすることができる。このため、第1抵抗素子431を用いて第1駆動素子461に入力される前に過電圧を電圧降下させることができる。一方、第2抵抗素子432を用いて第2駆動素子462に入力される前に過電圧を電圧降下させることができる。この結果、半導体集積回路4の第1駆動素子461又は第2駆動素子462の過電圧による破壊耐圧を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 1, the drive system 1 according to the present embodiment includes a semiconductor integrated circuit 4, a power source 2 and a switch circuit 3. The power source 2 supplies power to the semiconductor integrated circuit 4. The switch circuit 3 is disposed between the power supply source 2 and the first power supply terminal 41 and the second power supply terminal 42 of the semiconductor integrated circuit 4, and from the power supply source 2 to the first power supply terminal 41 or the second power supply terminal 42. Switch the power supply to
In the drive system 1 constructed as described above, when an overvoltage is applied to the first power supply terminal 41 or the second power supply terminal 42, the first resistance element 431 or the first resistance is formed as shown in FIG. 5 (B). The resistance value of the resistor can be increased in the element 432. Therefore, the overvoltage can be dropped before being input to the first drive element 461 using the first resistance element 431. On the other hand, the overvoltage can be lowered before being input to the second drive element 462 using the second resistance element 432. As a result, the breakdown withstand voltage of the first drive element 461 or the second drive element 462 of the semiconductor integrated circuit 4 due to an overvoltage can be improved.

[上記実施の形態の補足説明]
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において例えば以下の通り変形可能である。
本発明は、半導体集積回路の駆動回路において、駆動素子をバイポーラトランジスタにより構成してもよい。
また、本発明は、外部負荷として、発光ダイオード(LED: Light Emitting Diode)を用いてもよい。
[Supplementary explanation of the above embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows, for example, within the scope of the present invention.
According to the present invention, in the drive circuit of the semiconductor integrated circuit, the drive element may be configured by a bipolar transistor.
Further, the present invention may use a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode) as the external load.

1…駆動システム、2…電源発生源、3…スイッチ回路、4…半導体集積回路、41…第1電源端子、42…第2電源端子、43…第1保護回路、431、432…第1抵抗素子、431A、431B…抵抗素子、44…第2保護回路、441、442…第2抵抗素子、45…制御回路、46…駆動回路、461…第1駆動素子、462…第2駆動素子、5…外部負荷、10…基板、10C…半導体層(第1半導体領域)、11…n型ウエル領域(第2半導体領域)、12…p型ウエル領域、13…n型半導体領域(第2半導体領域)、14、16…p型半導体領域、15…n型半導体領域、18…ゲート電極、18R…シリコン多結晶膜。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... drive system, 2 ... power source generation source, 3 ... switch circuit, 4 ... semiconductor integrated circuit, 41 ... 1st power terminal, 42 ... 2nd power terminal, 43 ... 1st protection circuit, 431, 432 ... 1st resistance Elements 431A, 431B ... resistance element 44: second protection circuit 441 442 second resistance element 45 control circuit 46 drive circuit 461 first drive element 462 second drive element 5 ... external load, 10 ... substrate, 10C ... semiconductor layer (first semiconductor region), 11 ... n-type well region (second semiconductor region), 12 ... p-type well region, 13 ... n-type semiconductor region (second semiconductor region 14, 16, ... p-type semiconductor region, 15 ... n-type semiconductor region, 18 ... gate electrode, 18R ... silicon polycrystalline film.

Claims (6)

他の領域から電気的に分離された第1導電型の第1半導体領域と、
前記第1半導体領域の主面部に形成された第1導電型とは反対の第2導電型の第2半導体領域を有し、前記第2半導体領域の一端部が第1電極とされ、他端部が第2電極とされ、かつ、前記一端部と前記他端部との間が抵抗体とされ、前記第1電極に第1電圧が印加されると前記第1半導体領域と前記第2半導体領域との接合部から前記抵抗体内に空之層が形成され、前記第1電極に前記第1電圧よりも高い第2電圧が印加されると前記接合部から前記抵抗体内に形成される空之層の延びが大きくされる第1抵抗素子と、
を備えた半導体集積回路。
A first semiconductor region of a first conductivity type electrically separated from the other regions;
It has a second semiconductor region of the second conductivity type opposite to the first conductivity type formed in the main surface portion of the first semiconductor region, one end of the second semiconductor region being a first electrode, and the other end A second electrode, a resistor between the one end and the other end, and a first voltage applied to the first electrode to form the first semiconductor region and the second semiconductor A void layer is formed in the resistor from a junction with the region, and a void is formed in the resistor from the junction when a second voltage higher than the first voltage is applied to the first electrode. A first resistive element whose layer extension is increased;
Semiconductor integrated circuit provided with
前記第1電極の接合深さは前記抵抗体の接合深さよりも深く、かつ、前記第1電極の前記第1半導体領域との接合部の不純物濃度は前記抵抗体の前記第1半導体領域との接合部の不純物濃度よりも低くされている請求項1に記載の半導体集積回路。   The junction depth of the first electrode is deeper than the junction depth of the resistor, and the impurity concentration of the junction of the first electrode with the first semiconductor region is different from that of the resistor with the first semiconductor region. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the concentration is lower than the impurity concentration of the junction. 電源端子と、
前記電源端子に第1主電極が接続され、外部負荷に第2主電極が接続される駆動素子と、
前記駆動素子の制御電極に接続され、前記駆動素子の動作を制御する制御回路と、
前記電源端子に前記第1電極が接続され、前記第1主電極が前記第2電極に接続された前記第1抵抗素子を含んで構成される第1保護回路と、
を備えた請求項1又は請求項2に記載の半導体集積回路。
Power supply terminal,
A driving element having a first main electrode connected to the power supply terminal and a second main electrode connected to an external load;
A control circuit connected to the control electrode of the drive element to control the operation of the drive element;
A first protection circuit configured to include the first resistance element in which the first electrode is connected to the power supply terminal and the first main electrode is connected to the second electrode;
The semiconductor integrated circuit according to claim 1 or 2, comprising
前記第1抵抗素子は複数の抵抗素子を有し、この複数の抵抗素子は前記電源端子と前記第1主電極との間に電気的に直列に接続されている請求項3に記載の半導体集積回路。   4. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein the first resistance element has a plurality of resistance elements, and the plurality of resistance elements are electrically connected in series between the power supply terminal and the first main electrode. circuit. 前記第1保護回路と前記制御回路との間に第2抵抗素子を含んで構成される第2保護回路を更に備え、前記第2抵抗素子はシリコン多結晶膜により構成されている請求項3又は請求項4に記載の半導体集積回路。   4. The semiconductor device according to claim 3, further comprising a second protection circuit configured to include a second resistance element between the first protection circuit and the control circuit, wherein the second resistance element is formed of a polycrystalline silicon film. The semiconductor integrated circuit according to claim 4. 請求項3〜請求項5のいずれか1つに記載の前記半導体集積回路と、
前記半導体集積回路に電源を供給する電源発生源と、
前記電源発生源と前記電源端子との間に配設され、前記電源発生源から前記電源端子への電源の供給を切替えるスイッチ回路と、
を備えた駆動システム。
The semiconductor integrated circuit according to any one of claims 3 to 5;
A power source for supplying power to the semiconductor integrated circuit;
A switch circuit disposed between the power supply source and the power supply terminal, for switching the supply of power from the power supply source to the power supply terminal;
Drive system with.
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