JP2503900B2 - 半導体装置及びそれを用いたモ―タドライバ回路 - Google Patents

半導体装置及びそれを用いたモ―タドライバ回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
にモータの逆起電力を利用するHDD用スピンドルモー
タドライブ用の半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】第4図は従来の出力用の電界効果トラン
ジスタの一例を示す模式的縦断面図である。第4図にお
いて1はウェルベース領域、2はフィールド酸化膜、3
はチャネルストッパー領域4は高濃度ベース領域、5は
ベース領域、6はソース領域、7は高濃度ドレイン領域
3、8はドレイン領域、9はソース電極、10はドレイ
ン電極、11はゲートポリシリ電極、12は層間絶縁膜
および13は半導体基板である。
【0003】前記の電界効果トランジスタはソース電極
9とソース領域6及び高濃度ベース領域4とコンタクト
されているためソース領域6とベース領域5及びウェル
ベース領域1で構成される寄生バイポーラトランジスタ
を動作させにくくしているが電流密度が高くなり、さら
にドレイン−ソース間の印加電圧が高くなると寄生バイ
ポーラトランジスタがオンしてしまう場合がある。これ
を防止するために、例えば特開昭56−73472で示
される様にチャネル領域以外のベース領域の濃度を高く
して寄生トランジスタをオンしにくくする試みが成され
ている。
【0004】この様な電界効果トランジスタは、出力用
のパイポーラトランジスタに比べて低損失にする事がで
きるため、モータ駆動用のドライバ回路に広く用いられ
ている。
【0005】具体例として第5図において、示される回
路がハードディスクシステム装置に広く用いられる。第
5図において、1′;スピンドルモータ(以下にSPM
と記す)コントロール入力端子、2′;ボイスコイルモ
ータ(以下VCMと記す)コントロール入力端子3
3′;コントロール回路電源端子、4′;SPM電源端
子、5′;VCM電源端子、6′;接地端子、7′〜1
2′SPM内部入力端子、13′〜18′;VCM内部
入力端子、19′〜21′;SPM出力端子22′;S
PM、23′,24′;VCM出力、25′VCM、2
6a′〜28a′;MOSトランジスタ,29′〜3
1′;MOSトランジスタ、32a′〜34a′;MO
Sトランジスタ35′a〜37a′;MOSトランジス
タ,38′;逆流防止ダイオードである。ハードディス
クシステムにおいて、モータの電源電圧が低下した時
PMの逆起電力を用いてVCMをスタート位置に戻すこ
と(リトラクト)が一般的に用いられる。この動作をさ
せるためにMOSトランジスタを利用したドライバ回路
はMOSトランジスタの寄生ダイオードによる逆起電力
の電源への逆流を防止するため逆流防止ダイオードが必
要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術の半
導体装置において、モータの逆起電力を利用するHDD
用スピンドルモータを駆動する3層ドライブ回路を第5
図の様に構成する場合問題が生じる。それは、従来技術
の半導体装置は、ドレインとソース間寄生ダイオードが
形成されるため、モータが回転して発生する逆起電力が
上側のトランジスタの寄生ダイオードにより電源側流れ
るため逆流防止ダイオードが必要となる。これにより例
えば、電源電圧3V時にこのダイオードで0.5V程度
ドロップしてしまうため必要な電圧をモータに印加でき
ない不具合が生じていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
ソース電極とベース領域をコンタクトしていないため寄
生トランジスタは構成されない。又、高濃度ベース領域
を設ける事で寄生バイポーラトランジスタのオンを極力
しない構造にしている。
【0008】本発明の素子を用いるドライバ回路におい
て上側のもに本発明の素子を適用し、層を切り換えるス
イッチの動作のみを行わせる事で上記寄生トランジスタ
のオンを発生しない様工夫する。
【0009】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。第1図は、本発明の第1の実施例である。第1図に
示すように、第1の実施例と第4図の従来技術の半導体
装置異なる点はソース電極とベース領域とコンタクトを
取っているかどうかにある。本実施例の様にコンタクト
を取らないと、ドレイン−ソース間の寄生ダイオードを
なくす事ができる。しかしその代り寄生バイポーラトラ
ンジスタがオンしやすくなるがベース領域中に高濃度ベ
ース領域を設け寄生バイポーラトランジスタをオンしに
くくしている。
【0010】第2図は本発明の第2の実施例である。第
1の実施例は横型の電界効果トランジスタの場合であ
り、第2の実施例ドレイン極を裏面から取る事ができる
縦型の電界効果トランジスタの場合である。
【0011】第3図は本発明の半導体装置を用いたハー
ドディスク装置に用いられるモータドライバ回路であ
る。本発明の半導体装置は従来のMOSトランジスタに
比べてドレイン−ソース間に高い電圧が印加される条件
下で寄生バイポーラトランジスタがオンしやすくなるの
でブリッジ回路の上側のトランジスタのみに利用してこ
れを励磁相切り換えのみの動作を行う様にする。この回
路構成により、寄生バイポーラトランジスタがオンしな
い条件下で本発明の半導体装置を使用する事が可能にな
り、ソースとドレイン間の寄生ダイオードを取った形で
の電界効果トランジスタを実現できる。順方向のオン抵
抗は従来のMOSトランジスタと同等な特製が得られ
た。
【0012】
【発明の効果】本発明の半導体装置を用いる事でドレイ
ン−ソース間の寄生ダイオードを取った形での2重拡散
型電界効果トランジスタを実現できる。本発明を例えば
ハードディスク装置用のモータドライバ回路に応用する
事で、逆起電力を利用する場合の逆流防止ダイオードを
省略でき、モータに効率よくパワーを印加できる。これ
により特に3Vまでの低電圧化を行った場合、寄生ダイ
オードのため低損失の電界効果トランジスタをドライブ
回路の出力段として利用できなかったのを利用できる様
になり、装置の高性能化を行う事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の断面図。
【図2】本発明の第2の実施例の断面図。
【図3】本発明の半導体装置利用したハードディスク装
置用モータダライバ回路。
【図4】従来技術の半導体素子の断面図。
【図5】従来技術のハードディスク装置用モータドライ
バ回路。
【符号の説明】
1 ウェルベース領域 2 フィールド酸化膜 3 チャネルストッパー領域 4 高濃度ベース領域 5 ベース領域 6 ソース領域 7 高濃度ドレイン領域 8 ドレイン領域 9 ソース電極 10 ドレイン電極 11 ゲートポリシリ電極 12 層間絶縁膜 13 半導体基板 14 ドレイン低濃度領域 15 ドレイン高濃度領域 1′ SPMコントロール入力端子 2′ VCMコントロール入力端子 3′ コントロール回路電源端子 4′ SPM電源端子 5′ VCM電源端子 6′ 接地端子 7′〜12′ SPM内部入力端子 13′〜18′ VCM内部入力端子 19′〜21′ SPM出力端子 22′ SPM 23′,24′ VCM出力端子 25′ VCM 26′〜28′ 本発明の半導体装置 29′〜31′ MOSトランジスタ 32′〜34′ 本発明の半導体装置 35′〜37′ MOSトランジスタ 26a′〜28a′ MOSトランジスタ 32a′〜34a′ MOSトランジスタ 38′ 逆流防止ダイオード

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハードディスク装置のスピンドルモータ
    駆動用として利用される半導体装置において、第1導電
    型の半導体基板の一主面に形成されたウェルベース領域
    と該ウェルベース領域表面に設けた第2導電型のベース
    領域と該ベース領域表面の所定の位置に設けた前記第1
    導電型のソース領域と該ウェルベース領域内表面の所定
    の位置に設けた前記第1導電型のドレイン領域を有し、
    前記ソース領域とドレイン領域とに挟まれたベース領域
    部分からなるチャネル形成領域上にゲート絶縁膜を介し
    て設けたゲート領域とを備えた電界効果トランジスタを
    含む半導体装置において、前記ドレイン領域からドレイ
    ン電極を取り、又前記ソース領域のみからソース電極を
    取り、さらに前記ゲート領域からゲート電極を取る、つ
    まり、従来技術の半導体装置では、ソース電極をベース
    領域とソース領域両方から取っていたのをソース領域の
    みから取る事を特徴とした半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記ベース領域において、チャネル形成
    領域とその他のベース領域との濃度が異なり、チャネル
    形成領域に比べその他のベース領域が高い事を特徴とし
    た請求項1の半導体装置。
  3. 【請求項3】前記請求項1,2の半導体装置をドレイン
    が電源端子に接続され、ソースが第1の出力端子に接続
    され、ゲートが第1の内部入力端子に接続される第1の
    電界効果トランジスタと、ドレインが前記第1の出力端
    子に接続され、ソースが接地端子に接続され、ゲートが
    第2の内部入力端子に接続される第2の電界効果トラン
    ジスタと、ドレインが前記電源端子に接続され、ソース
    が第2の出力端子に接続され、ゲートが第3の内部入力
    端子に接続される第3の電界効果トランジスタと、ドレ
    インが前記第2の出力端子に接続されソースが前記接地
    端子に接続され、ゲートが第4の内部入力端子に接続さ
    れる第4の電界効果トランジスタと、ドレインが前記電
    源端子に接続されソースが第3の出力端子に接続され、
    ゲートが第5の内部入力端子に接続される第5の電界効
    果トランジスタと、ドレインが前記第3の出力端子に接
    続され、ソースが前記接地端子に接続されゲートが第6
    の内部入力端子に接続される第6の電界効果トランジス
    タから構成される3相スピンドルモータドライバ回路の
    第1,3,5の電界効果トランジスタとして構成する事
    を特徴とした請求項1,2の半導体装置。
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