JP3205099B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JP3205099B2
JP3205099B2 JP34661292A JP34661292A JP3205099B2 JP 3205099 B2 JP3205099 B2 JP 3205099B2 JP 34661292 A JP34661292 A JP 34661292A JP 34661292 A JP34661292 A JP 34661292A JP 3205099 B2 JP3205099 B2 JP 3205099B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ等の上下ア
ームにスイッチング素子を使用する装置の駆動装置とし
て使用して好適な半導体集積回路装置に係り、特に、イ
ンバータ駆動装置等において、大きな電圧変動が加わる
上下アーム間、上アームの相間の相互干渉、ノイズによ
る誤動作を防止するために使用して好適な半導体集積回
路装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device suitable for use as a driving device of a device using switching elements in upper and lower arms such as an inverter, and particularly to a large voltage fluctuation in an inverter driving device and the like. The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device suitable for use in preventing malfunctions due to mutual interference between upper and lower arms and between upper arm phases to which noise is added and noise.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は従来技術を説明するスイッチング
素子としてIGBTを使用する3相インバータの構成を
示すブロック図である。図6において、1は主電源、2
は上アームスイッチング素子、3〜5は下アームスイッ
チング素子、6〜8は上アーム駆動回路、9〜11は出
力段素子、12はレベルシフト回路、13は下アーム駆
動回路である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a three-phase inverter using an IGBT as a switching element for explaining the prior art. In FIG. 6, 1 is a main power source, 2
Is an upper arm switching element, 3 to 5 are lower arm switching elements, 6 to 8 are upper arm drive circuits, 9 to 11 are output stage elements, 12 is a level shift circuit, and 13 is a lower arm drive circuit.

【0003】一般に、インバータは、図6に示すよう
に、例えば、商用電源のAC200Vを整流して得られ
る主電源1と、その端子間にトーテムポール接続(直列
接続)された高圧側アーム(以下、上アームという)の
電力用スイッチング素子2及び低圧側アーム(以下、下
アームという)の電力用スイッチング素子3〜5による
電力用スイッチング素子部と、これらを駆動する上アー
ム駆動回路6〜8、出力段素子9〜11、レベルシフト
回路12、下アーム駆動回路13とを備えて構成されて
いる。
In general, as shown in FIG. 6, an inverter comprises a main power supply 1 obtained by rectifying 200 V AC of a commercial power supply, and a high-voltage side arm (hereinafter referred to as a totem pole connection (series connection) between terminals thereof). , An upper arm) and a power switching element unit including a power switching element 3 to 5 of a low-voltage side arm (hereinafter, referred to as a lower arm), and upper arm driving circuits 6 to 8 for driving them. It comprises output stage elements 9 to 11, a level shift circuit 12, and a lower arm drive circuit 13.

【0004】前述において、電力用スイッチング素子
は、IGBT、MOSFET等が使用され、駆動回路6
〜8、13により駆動される。電力用スイッチング素子
部は、商用電源AC200Vが整流された主電源1の端
子間に、U、V、Wの3相分の上アームを構成する電力
用スイッチング素子2と、下アームを構成するU、V、
Wの3相分の電力用スイッチング素子5、4、3とがそ
れぞれトーテムポール接続されている。
In the above, IGBTs, MOSFETs and the like are used as power switching elements, and the driving circuit 6
8 and 13 are driven. The power switching element unit includes a power switching element 2 that forms an upper arm for three phases of U, V, and W and a U that forms a lower arm between terminals of a main power supply 1 in which commercial power AC200V is rectified. , V,
The power switching elements 5, 4, and 3 for three phases of W are connected by totem pole connection.

【0005】そして、下アームを構成するスイッチング
素子3〜5は、下アーム駆動回路13により駆動制御さ
れる。また、上アームを構成するスイッチング素子2
は、基準電位に対して浮動状態で駆動されるため、レベ
ルシフト回路12を介して低圧側回路である下アーム駆
動回路13からのから駆動信号が伝達される高圧側回路
であるU、V、Wの3相分の駆動回路6〜8、出力段素
子9〜11により駆動される。
The switching elements 3 to 5 constituting the lower arm are driven and controlled by a lower arm drive circuit 13. Also, the switching element 2 forming the upper arm
Are driven in a floating state with respect to the reference potential, U, V, and V are high-voltage side circuits to which drive signals are transmitted from the lower arm drive circuit 13 that is a low voltage side circuit via the level shift circuit 12. It is driven by drive circuits 6 to 8 for three phases of W and output stage elements 9 to 11.

【0006】前述のインバータ装置は、その面積の縮小
化と信号伝達の高速化とを図るため、上下アーム駆動回
路6〜8、13、レベルシフト回路12、出力段素子9
〜11のそれぞれを、モノリシック集積回路化して構成
されている。
The above-described inverter device has upper and lower arm driving circuits 6 to 8, 13, a level shift circuit 12, and an output stage element 9 in order to reduce the area and increase the speed of signal transmission.
To 11 are configured as monolithic integrated circuits.

【0007】なお、この種インバータ装置に関する従来
技術として、例えば、“The 4-th International Sympo
sium on Power Semiconductor Devices & ICs 1992”に
おける論文、‘500V Three Phase Inverter ICs Based
on a New Dielectric Isolation Technique’ A.Nakaga
wa Toshiba R&D Center and (*)Semiconductor Grou
p)、等としてに記載された技術が知られている。
[0007] As a prior art relating to this type of inverter device, for example, “The 4-th International Sympo”
sium on Power Semiconductor Devices & ICs 1992 ”, '500V Three Phase Inverter ICs Based
on a New Dielectric Isolation Technique 'A. Nakaga
wa Toshiba R & D Center and (*) Semiconductor Grou
p), etc. are known.

【0008】前記従来技術によるインバータにおいて、
モノリシック構成のインバータ駆動装置は、インバータ
がAC200Vを整流した主電源1で動作する場合、上
アーム駆動回路6〜8及びこれらの駆動回路に対応する
出力段素子9〜11と下アーム駆動回路13の間、及
び、上アーム駆動回路6〜8の各相の間に最大400〜
600Vの電圧差が生じるため、上アームの駆動回路と
下アームの駆動回路とが別々の誘電体分離半導体島に、
また、同様に、上アーム各相の駆動回路が別々の誘電体
分離半導体島に形成されて構成されている。
In the inverter according to the prior art,
When the inverter operates on the main power supply 1 rectifying AC200V, the inverter driving device of the monolithic configuration includes the upper arm driving circuits 6 to 8, the output stage elements 9 to 11 corresponding to these driving circuits, and the lower arm driving circuit 13. 400 between each phase of the upper arm drive circuits 6 to 8
Since a voltage difference of 600 V is generated, the drive circuit of the upper arm and the drive circuit of the lower arm are provided on separate dielectric isolation semiconductor islands.
Similarly, the drive circuit of each phase of the upper arm is formed on a separate dielectric isolation semiconductor island.

【0009】しかし、このように構成される従来技術
は、各半導体島間において、スイッチング時の電圧変化
dv/dtによって、ノイズが発生することが考えられ
るが、このノイズの、下アーム駆動回路系のロジック、
他の上アーム駆動回路の各相間に対する影響について充
分考慮されていなかった。
However, in the prior art configured as described above, it is conceivable that noise is generated between the semiconductor islands due to the voltage change dv / dt at the time of switching, and this noise is generated by the lower arm drive circuit system. logic,
The effect of the other upper arm drive circuit on each phase has not been sufficiently considered.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術は、
商用200V交流電源を整流した電源を使用する場合、
インバータモジュール内で動作するインバータ駆動装置
に、電源のリップル、電源の回生分の電圧、また、モジ
ュール内の配線のインダクタンスによる跳ね上がり電圧
等により、280V〜max600Vの電圧変動が加えら
れることのあるものである。
The prior art described above is
When using a rectified power supply from a commercial 200V AC power supply,
A voltage fluctuation of 280 V to max 600 V may be applied to the inverter driving device operating in the inverter module due to a ripple of the power supply, a voltage for the regenerative power supply, and a jump voltage due to an inductance of wiring in the module. is there.

【0011】そして、駆動回路を1チップで構成したド
ライバーIC等により構成して使用する場合、上アーム
の駆動回路は、レベルシフト回路を介した信号により行
われ、IGBT等の出力素子を駆動するという動作を行
うものである。
When the driving circuit is constituted by a driver IC constituted by one chip and used, the driving circuit of the upper arm is driven by a signal via a level shift circuit to drive an output element such as an IGBT. This operation is performed.

【0012】図7は駆動回路を1チップで構成したドラ
イバーICの構成の一部を示す誘電体分離基板の断面図
である。
FIG. 7 is a sectional view of a dielectric isolation substrate showing a part of the configuration of a driver IC in which a drive circuit is formed by one chip.

【0013】いま、例えば、U相下アームスイッチング
素子5がオン状態、かつ、V相下アームスイッチング素
子4がオンとなっている状態から、V相下アームスイッ
チング素子4のみがオフ状態に移るものとする。この場
合、図7において、V相上アーム駆動回路が構成されて
いる半導体島15の電位は、V相下アームスイッチング
素子4がオフ状態かつV相上アームスイッチング素子が
オン状態となるため、GNDまたは電源電位(15V)
から急速に280V〜max600Vまで上昇することが
ある。
Now, for example, from the state in which the U-phase lower arm switching element 5 is on and the state in which the V-phase lower arm switching element 4 is on, only the V-phase lower arm switching element 4 is turned off. And In this case, in FIG. 7, the potential of the semiconductor island 15 constituting the V-phase upper arm drive circuit is set to GND because the V-phase lower arm switching element 4 is turned off and the V-phase upper arm switching element is turned on. Or power supply potential (15V)
From 280V to max600V.

【0014】このとき、半導体島分離用酸化膜16の寄
生容量Cと、この電位の上昇dv/dtとにより、Cd
v/dtのノイズ電流が発生する。このノイズは、V相
上アーム駆動回路単結晶島15以外の他の単結晶島に取
り込まれると、これらの島内の駆動回路に影響を与え
る。
At this time, the parasitic capacitance C of the semiconductor island isolation oxide film 16 and the rise of this potential dv / dt cause Cd
A noise current of v / dt is generated. When this noise is taken into a single crystal island other than the V-phase upper arm drive circuit single crystal island 15, it affects the drive circuits in these islands.

【0015】すなわち、前述の従来技術は、アームを構
成するスイッチング素子の動作により、駆動回路が構成
される単結晶島の電位が急速に変動し、この結果、駆動
回路相互間に干渉、誤動作等を生じさせるという問題点
を有している。
That is, in the above-described conventional technology, the potential of the single crystal island forming the drive circuit fluctuates rapidly due to the operation of the switching element forming the arm. As a result, interference between the drive circuits, malfunction, and the like occur. Is caused.

【0016】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、最小限のチップサイズで、前述の相互干渉、ノ
イズによる誤動作を防止することのできるインバータ駆
動装置等に使用して好適な半導体集積回路装置を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to be suitable for use in an inverter driving device or the like which can prevent the above-mentioned malfunction due to mutual interference and noise with a minimum chip size. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、駆動回路等が構成されている誘電体分離半導体島を
保持している基材であり、誘電体分離半導体島相互間の
電位が浮動であるポリシリコン部分の電位を固定し、こ
の電位によりノイズを吸収することにより達成される。
According to the present invention, the object is to provide a substrate holding dielectric isolated semiconductor islands on which a drive circuit and the like are formed, and a potential between the dielectric isolated semiconductor islands. Is achieved by fixing the potential of the floating polysilicon portion and absorbing noise by this potential.

【0018】すなわち、前記目的は、上下アームを構成
するスイッチング素子の駆動回路が構成される誘電体分
離半導体島相互間、上アームの異なる各相用の駆動回路
が構成される誘電体分離半導体島相互間に、少なくとも
1ヵ所のポリシリコンに対するコンタクト部を設け、こ
のポリシリコン基板部を一定電位に固定することによ
り、あるいは、前記島相互間の島間隔を一定間隔で大き
くし、この島間隔上に金属配線を施し、少なくとも1か
所のコンタクトを設け、ポリシリコン基板部をGND、
または、一定電位になるように配線して電位を固定する
ことにより達成される。
That is, the object is to provide a dielectric isolated semiconductor island in which a drive circuit for each phase having a different upper arm is provided between dielectric isolated semiconductor islands in which a drive circuit of a switching element constituting an upper and lower arm is formed. At least one contact portion for polysilicon is provided between them, and the polysilicon substrate portion is fixed at a constant potential, or the island interval between the islands is increased at a constant interval, and , A metal wiring is provided, and at least one contact is provided.
Alternatively, this is achieved by wiring the wiring so as to have a constant potential and fixing the potential.

【0019】[0019]

【作用】誘電体分離半導体島間にコンタクトを設け、そ
の電位をGNDまたは一定電位に固定することによっ
て、大きな電圧変動により発生したノイズが、島分離用
酸化膜を経由してポリシリコン基板部を介して他の半導
体島に流れようとするとき、このノイズを吸収すること
ができる。
By providing a contact between the dielectric isolation semiconductor islands and fixing the potential to GND or a constant potential, noise generated by a large voltage fluctuation is transmitted through the polysilicon substrate portion via the island isolation oxide film. This noise can be absorbed when trying to flow to another semiconductor island.

【0020】これにより、本発明による半導体集積回路
装置を使用してインバータの駆動を行った場合、上下ア
ーム間、上アーム相間の相互干渉、ノイズによる誤動作
を防止することができる。
Thus, when the inverter is driven by using the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, it is possible to prevent a malfunction due to mutual interference between upper and lower arms and between upper arm phases and noise.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明による半導体集積回路装置の実
施例を図面により詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0022】図1は本発明の実施例によるモノリシック
構成のインバータ駆動装置の機能別配置を示す図であ
る。この本発明の実施例は、図6により説明した従来技
術によるインバータの駆動装置部分を本発明によりモノ
リシック化して構成した例である。図2は図1のA部を
拡大して示す本発明の第1の実施例を説明する図、図3
は図2のB−B断面図である。図1〜図3において、1
8〜20は上アーム3相分の駆動回路6〜8とその出力
段素子9〜11のそれぞれが構成されている半導体島、
21は下アーム駆動回路の出力段素子、22は上アーム
駆動回路と下アーム駆動回路とを構成している誘電体分
離半導体島相互間、及び、上アーム各相の駆動回路及び
出力段素子を構成している誘電体分離半導体島相互間等
のポリシリコン基板の露出部、24は金属配線、25は
コンタクト、26は高濃度不純物半導体層、27はポリ
シリコン基板、16、17は酸化膜である。
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement according to functions of an inverter driving device having a monolithic structure according to an embodiment of the present invention. The embodiment of the present invention is an example in which the drive unit of the inverter according to the prior art described with reference to FIG. 6 is made monolithic according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. 1 for explaining the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2. 1 to 3, 1
Reference numerals 8 to 20 denote semiconductor islands on which the driving circuits 6 to 8 for the upper arm three phases and their output stage elements 9 to 11 are formed, respectively.
Reference numeral 21 denotes an output stage element of the lower arm drive circuit. Reference numeral 22 denotes a drive circuit and an output stage element for each phase between the dielectric isolation semiconductor islands constituting the upper arm drive circuit and the lower arm drive circuit, and for each phase of the upper arm. Exposed portions of the polysilicon substrate such as between the dielectric isolation semiconductor islands, 24 are metal wirings, 25 is a contact, 26 is a high concentration impurity semiconductor layer, 27 is a polysilicon substrate, and 16 and 17 are oxide films. is there.

【0023】図1に示す本発明の実施例によるインバー
タ駆動装置は、誘電体分離半導体基板に構成されてお
り、上アーム3相分の駆動回路6〜8とその出力段素子
9〜11のそれぞれが、各相毎に半導体島18〜20内
に形成され、また、レベルシフト回路12、下アーム駆
動回路13、下アーム出力段素子21がそれぞれ、他の
半導体島内に形成されている。
The inverter driving apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is formed on a dielectrically separated semiconductor substrate, and includes driving circuits 6 to 8 corresponding to three phases of the upper arm and output stage elements 9 to 11, respectively. Are formed in the semiconductor islands 18 to 20 for each phase, and the level shift circuit 12, the lower arm drive circuit 13, and the lower arm output stage element 21 are respectively formed in other semiconductor islands.

【0024】そして、上アームのスイッチング素子に対
する駆動回路等が形成されている半導体島相互間、及
び、これらの半導体島と下アームのスイッチング素子に
対する駆動回路等が形成されている半導体島との間に露
出するポリシリコン基板の露出部22は、本発明による
コンタクトを設けるために他の分離部のポリシリコン基
板の露出部よりも幅を広く帯状に設けられている。
Then, between the semiconductor islands on which the drive circuits and the like for the upper-arm switching elements are formed, and between these semiconductor islands and the semiconductor islands on which the drive circuits and the like for the lower-arm switching elements are formed. The exposed portion 22 of the polysilicon substrate, which is exposed to the outside, is provided in a strip shape wider than the exposed portion of the polysilicon substrate of the other separation portion in order to provide a contact according to the present invention.

【0025】このポリシリコン基板の露出部22には、
図2、図3の拡大図及び断面図に示すように、GNDま
たは一定電位に接続された金属配線24が設けられ、そ
の少なくとも1か所にコンタクト25が設けられて、ポ
リシリコン基板27の電位がGNDまたは一定電位に固
定されている。コンタクト25は、ポリシリコン基板上
に設けたn形またはp形の高濃度半導体層26を介し
て、その上の金属配線24とポリシリコン基板27とを
電気的に接続している。また、コンタクト25は、コン
タクトの配線のカバレジ緩和のために、基板表面に設け
られる保護用の酸化膜17に段差を設けて、その部分に
金属配線24を形成して構成されている。
In the exposed portion 22 of the polysilicon substrate,
As shown in the enlarged views and cross-sectional views of FIGS. 2 and 3, a metal wiring 24 connected to GND or a constant potential is provided, and a contact 25 is provided in at least one of the metal wirings 24, and the potential of the polysilicon substrate 27 is reduced. Are fixed to GND or a constant potential. The contact 25 electrically connects the metal wiring 24 thereon and the polysilicon substrate 27 via an n-type or p-type high-concentration semiconductor layer 26 provided on the polysilicon substrate. Further, the contact 25 is formed by providing a step in the protective oxide film 17 provided on the surface of the substrate in order to ease the coverage of the contact wiring, and forming the metal wiring 24 in that portion.

【0026】前述のように構成される本発明の第1の実
施例が、商用200V交流電源を整流した主電源を持つ
インバータモジュール内で動作するインバータ駆動装置
に適用された場合、すでに説明したように、電源のリッ
プル、電源の回生分の電圧、モジュール内の配線のイン
ダクタンスによる跳ね上がり電圧等により、各駆動回路
等が形成されている半導体島には、最大400〜600
Vの電圧変動が加わることがある。
When the first embodiment of the present invention configured as described above is applied to an inverter driving device that operates in an inverter module having a main power supply obtained by rectifying a commercial 200 V AC power supply, as described above. Due to the ripple of the power supply, the voltage of the regenerative power of the power supply, the jump voltage due to the inductance of the wiring in the module, etc., a maximum of 400 to 600
V voltage fluctuation may be added.

【0027】例えば、図6において、U相下アームスイ
ッチング素子5がオン状態、かつ、V相下アームスイッ
チング素子4がオン状態から、V相下アームスイッチン
グ素子4のみがオフ状態に移る場合、図3において、U
相上アーム駆動回路が形成されている半導体島18の電
位がGNDまたは電源電位(15V)、かつ、V相下ア
ーム駆動回路が形成されている半導体島の電位がGND
または電源電位の状態から、V相上アーム駆動回路が形
成される半導体島19の電位は、急速に280V〜max
600Vまで上昇することがある。このとき、各半導体
島を分離している酸化膜16の寄生容量Cと、電圧の上
昇分dv/dtとによりCdv/dtのノイズ電流が発生
し、V相上アーム駆動回路が形成される半導体島19か
らポリシリコン基板27に流れ出てくる。
For example, in FIG. 6, when the U-phase lower arm switching element 5 is turned on and the V-phase lower arm switching element 4 is turned on, only the V-phase lower arm switching element 4 is turned off. In 3, U
The potential of the semiconductor island 18 on which the phase upper arm drive circuit is formed is GND or the power supply potential (15 V), and the potential of the semiconductor island on which the V phase lower arm drive circuit is formed is GND.
Alternatively, from the state of the power supply potential, the potential of the semiconductor island 19 on which the V-phase upper arm drive circuit is formed rapidly rises from 280 V to max.
May rise to 600V. At this time, a noise current of Cdv / dt is generated by the parasitic capacitance C of the oxide film 16 separating the respective semiconductor islands and the rise dv / dt of the voltage, so that the V-phase upper arm drive circuit is formed. It flows out from the island 19 to the polysilicon substrate 27.

【0028】しかし、前述した本発明の実施例によれ
ば、ポリシリコン基板27の電位がGNDまたは一定電
位に固定されているので、ノイズ電流は、この電位に吸
収されてU相上アーム駆動回路が形成されている半導体
島18に取り込まれることがなく、相互干渉、誤動作を
生じさせることを防止することができる。
However, according to the above-described embodiment of the present invention, since the potential of the polysilicon substrate 27 is fixed to GND or a fixed potential, the noise current is absorbed by this potential and the U-phase upper arm driving circuit is absorbed. Are not taken into the semiconductor island 18 in which is formed, and it is possible to prevent mutual interference and malfunction from occurring.

【0029】同様に、このノイズ電流が、他の半導体島
内の回路に影響を及ぼすことも防止することができる。
Similarly, it is possible to prevent the noise current from affecting circuits in other semiconductor islands.

【0030】図4は本発明の第2の実施例を説明する図
であり、図の符号は図2の場合と同一である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention. The reference numerals in FIG. 4 are the same as those in FIG.

【0031】この本発明の第2の実施例は、各半導体島
を分離しているポリシリコン基板の露出部22上に沿っ
て金属配線24を施した例である。
The second embodiment of the present invention is an example in which a metal wiring 24 is provided along an exposed portion 22 of a polysilicon substrate separating each semiconductor island.

【0032】この実施例は、高電位差の生じる上アーム
駆動回路の各相間の配線、上アーム駆動回路と下アーム
駆動回路の配線が、ポリシリコン基板上の酸化膜17を
介して寄生容量を生じさせる可能性があるので、この高
電位差のある配線間の寄生容量を緩和するために、金属
配線24をポリシリコン基板の露出部22上に沿って施
し、その少なくとも1ヶ所にコンタクト25を設けたも
のである。
In this embodiment, the wiring between the phases of the upper arm drive circuit and the wiring between the upper arm drive circuit and the lower arm drive circuit, which cause a high potential difference, generate parasitic capacitance via the oxide film 17 on the polysilicon substrate. In order to alleviate the parasitic capacitance between the wirings having a high potential difference, a metal wiring 24 is provided along the exposed portion 22 of the polysilicon substrate, and a contact 25 is provided at at least one position. Things.

【0033】図5は本発明の第3の実施例を説明する図
であり、コンタクト25を4つの半導体島の角部に設け
た例である。
FIG. 5 is a view for explaining a third embodiment of the present invention, in which contacts 25 are provided at the corners of four semiconductor islands.

【0034】このように、コンタクト25を4つの半導
体島の角部に設けることにより、コンタクト25設置の
ために幅広くとられていた半導体島間のポリシリコン基
板の幅を小さくすることができ、チップ面積の縮小化を
図ることができる。
As described above, by providing the contacts 25 at the corners of the four semiconductor islands, the width of the polysilicon substrate between the semiconductor islands, which has been widened for providing the contacts 25, can be reduced, and the chip area can be reduced. Can be reduced.

【0035】また、コンタクト25は、酸化膜に、段差
の形状が誘電体分離島の角部の中に入るような形状の段
差28を設けて、金属配線24が半導体島の分離酸化膜
にかかり絶縁耐圧が落ちないようにされている。
The contact 25 is provided on the oxide film with a step 28 having a shape such that the shape of the step enters the corner of the dielectric isolation island, and the metal wiring 24 extends over the isolation oxide film on the semiconductor island. The insulation withstand voltage is not reduced.

【0036】前述した本発明の各実施例において、コン
タクト25は、必要に応じて複数個備えることができ
る。また、前述した本発明の実施例は、1つの半導体島
内にモノリシックに駆動回路を構成するとしたが、本発
明は、前述の半導体島内をさらに複数の半導体島を有す
る半導体島群として、この島群に駆動回路を構成するよ
うにしてもよい。
In each of the embodiments of the present invention described above, a plurality of contacts 25 can be provided as necessary. In the above-described embodiment of the present invention, the driving circuit is configured to be monolithically formed in one semiconductor island. However, in the present invention, the above-described semiconductor island is formed as a semiconductor island group having a plurality of semiconductor islands. The driving circuit may be configured as follows.

【0037】また、前述した本発明の実施例は、本発明
をインバータのスイッチング素子駆動用の回路に適用し
たものとして説明したが、本発明は、上下アームに電力
用スイッチング素子を備える各種装置におけるスイッチ
ング素子の駆動回路等に対しても適用することができ
る。
In the above-described embodiments of the present invention, the present invention has been described as being applied to a circuit for driving a switching element of an inverter. However, the present invention is applicable to various devices having a power switching element on upper and lower arms. The present invention can be applied to a driving circuit of a switching element and the like.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、上
下アームに電力用スイッチング素子を備える電力変換装
置等のスイッチング素子の駆動回路に使用して、駆動回
路間、及び、上アームの素子の駆動回路の各相間の相互
干渉、ノイズによる誤動作を防止し、安定な動作を行う
ことのできる半導体集積回路装置を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, the present invention is used for a driving circuit of a switching element such as a power conversion device having a power switching element in an upper and lower arm, and is used between driving circuits and an element of an upper arm. A semiconductor integrated circuit device capable of preventing a malfunction due to mutual interference and noise between the phases of the drive circuit and performing a stable operation can be provided.

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

【図1】本発明の実施例によるモノリシック構成のイン
バータ駆動装置の機能別配置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement according to functions of an inverter driving device having a monolithic configuration according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA部を拡大して示す本発明の第1の実施
例を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention, which is an enlarged view of a portion A in FIG. 1;

【図3】図2のB−B断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2;

【図4】本発明の第2の実施例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention.

【図6】従来技術を説明するスイッチング素子としてI
GBTを使用する3相インバータの構成を示すブロック
図である。
FIG. 6 shows a switching element for explaining the prior art,
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a three-phase inverter using a GBT.

【図7】駆動回路を1チップで構成した従来技術のドラ
イバーICの構成の一部を示す誘電体分離基板の断面図
である。
FIG. 7 is a sectional view of a dielectric isolation substrate showing a part of a configuration of a conventional driver IC in which a driving circuit is formed by one chip.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主電源 2 上アームスイッチング素子 3〜5 下アームスイッチング素子 6〜8 上アーム駆動回路 9〜11、21 出力段素子 12 レベルシフト回路 13 下アーム駆動回路 16、17 酸化膜 18〜20 半導体島 22 ポリシリコン基板の露出部 24 金属配線 25 コンタクト 26 高濃度半導体層 27 ポリシリコン基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main power supply 2 Upper arm switching element 3-5 Lower arm switching element 6-8 Upper arm drive circuit 9-11,21 Output stage element 12 Level shift circuit 13 Lower arm drive circuit 16,17 Oxide film 18-20 Semiconductor island 22 Exposed portion of polysilicon substrate 24 Metal wiring 25 Contact 26 High concentration semiconductor layer 27 Polysilicon substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−270677(JP,A) 特開 昭61−224343(JP,A) 実開 昭62−51740(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/04 H01L 21/3205 H01L 21/822 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-270677 (JP, A) JP-A-61-224343 (JP, A) JP-A-62-51740 (JP, U) (58) Investigation Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/04 H01L 21/3205 H01L 21/822

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 上アームと下アームとを構成するスイッ
チング素子を駆動する駆動回路が誘電体分離基板内の複
数の半導体島に形成されて構成される半導体集積回路装
置において、前記半導体島相互間に露出する半導体島の
支持体であるポリシリコン基板部の露出部に沿って金属
配線を施すと共に、前記ポリシリコン基板部の露出部の
上に形成した酸化膜に、段差のある開口部を設けてコン
タクトを配置し、これにより、ポリシリコンの電位をG
NDまたは一定電位に固定したことを特徴とする半導体
集積回路装置。
1. A semiconductor integrated circuit device in which a drive circuit for driving a switching element forming an upper arm and a lower arm is formed on a plurality of semiconductor islands in a dielectric isolation substrate. Metal along the exposed portion of the polysilicon substrate, which is the support for the semiconductor island exposed to the
Wiring is performed, and the exposed portion of the polysilicon substrate portion is exposed.
An opening having a step is provided in the oxide film formed thereon, and a contact is arranged , whereby the potential of the polysilicon is set to G.
A semiconductor integrated circuit device fixed at ND or a constant potential.
【請求項2】 前記コンタクトは、ポリシリコンの表面
に設けられたn形またはp形の高濃度不純物半導体層を
介して、ポリシリコンとGNDまたは一定電位に接続さ
れた金属配線とを接続することを特徴とする請求項1記
載の半導体集積回路装置。
Wherein said contact is via a high-concentration impurity semiconductor layer of n-type or p-type provided on the surface of the polysilicon, to connect the connecting metal wires to polysilicon and GND or a constant potential the semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the this.
【請求項3】 上アームと下アームとを構成するスイッ
チング素子を駆動する駆動回路が誘電体分離基板内の複
数の半導体島に形成されて構成される半導体集積回路装
置において、前記半導体島相互間に露出する半導体島の
支持体であるポリシリコン基板部の露出部に沿って金属
配線を施すと共に、前記ポリシリコン基板部の露出部の
上に形成した酸化膜に、段差のある開口部を設けてコン
タクトを配置し、前記コンタクトが設けられる露出部
を、他の露出部より幅帯状とし、前記コンタクト
により、ポリシリコンの電位をGNDまたは一定電位に
固定したことを特徴とする半導体集積回路装置。
3. A semiconductor integrated circuit device in which a drive circuit for driving a switching element forming an upper arm and a lower arm is formed on a plurality of semiconductor islands in a dielectric isolation substrate. Metal along the exposed portion of the polysilicon substrate, which is the support for the semiconductor island exposed to the
Wiring is performed, and the exposed portion of the polysilicon substrate portion is exposed.
The oxide film formed on places the con <br/> tact with an opening having steps, the exposed portion to which the contact is provided, the strip width is not wider than the other exposed portion by the contact A semiconductor integrated circuit device wherein the potential of polysilicon is fixed to GND or a fixed potential.
【請求項4】 上アームと下アームとを構成するスイッ
チング素子を駆動する駆動回路が誘電体分離基板内の複
数の半導体島に形成されて構成される半導体集積回路装
置において、前記半導体島相互間に露出する半導体島の
支持体であるポリシリコン基板部の露出部の少なくとも
1ヵ所に、前記ポリシリコン基板部の露出部の上に形成
した酸化膜に、段差のある開口部を設けてコンタクトを
配置し、前記コンタクトが4つの半導体島の角部に設け
られており、これにより、ポリシリコンの電位をGND
または一定電位に固定したことを特徴とする半導体集積
回路装置。
4. A semiconductor integrated circuit device in which a drive circuit for driving a switching element forming an upper arm and a lower arm is formed on a plurality of semiconductor islands in a dielectric isolation substrate. Formed on at least one of the exposed portions of the polysilicon substrate portion , which is a support for the semiconductor island exposed to the outside, on the exposed portion of the polysilicon substrate portion.
A contact is formed by providing a stepped opening in the
And the contacts are provided at the corners of four semiconductor islands
It is and, thereby, GND potential of the polysilicon
Alternatively, a semiconductor integrated circuit device fixed at a constant potential.
【請求項5】 前記コンタクトは、ポリシリコンの表面
に設けられたn形ま たはp形の高濃度不純物半導体層を
介して、ポリシリコンとGNDまたは一定電位に接続さ
れた金属配線とを接続することを特徴とする請求項4
載の半導体集積回路装置。
5. The method according to claim 1, wherein the contact is a surface of polysilicon.
The high-concentration impurity semiconductor layer n Katachima other of p-type provided in
Connected to polysilicon or GND or constant potential
5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4 , wherein said semiconductor integrated circuit device is connected to said metal wiring .
【請求項6】 上アームと下アームとを構成するスイッ
チング素子を駆動する駆動回路が誘電体分離基板内の複
数の半導体島に形成されて構成される半導体集積回路装
置において、前記半導体島相互間に露出する半導体島の
支持体であるポリシリコン基板部の露出部の4つの半導
体島の角部に、前記ポリシリコン基板部の露出部の上に
形成した酸化膜に、段差のある開口部を設けてコンタク
トを配置し、前記コンタクトが設けられる露出部を他の
露出部より幅の広い帯状とし、前記コンタクトにより、
ポリシリコンの電位をGNDまたは一定電位に固定した
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
6. A switch constituting an upper arm and a lower arm.
The drive circuit for driving the
Semiconductor integrated circuit device formed on a number of semiconductor islands
The semiconductor islands exposed between the semiconductor islands.
Four semi-conductors of the exposed part of the polysilicon substrate part which is the support
On the corner of the body island, on the exposed part of the polysilicon substrate part
An opening with a step is provided in the formed oxide film to
And expose the exposed portion where the contact is provided to another
In the form of a band wider than the exposed part, by the contact,
The potential of polysilicon is fixed to GND or constant potential
A semiconductor integrated circuit device characterized by the above-mentioned.
【請求項7】 上アームと下アームとを構成するスイッ
チング素子を駆動する駆動回路が誘電体分離基板内の複
数の半導体島に形成されて構成される半導体集積回路装
置において、前記半導体島相互間に露出する半導体島の
支持体であるポリシリコン基板部の露出部に金属配線を
施すと共に、少なくとも1ヵ所に、前記ポリシリコン基
板部の露出部の上に形成した酸化膜に、段差のある開口
部を設けてコンタクトを配置し、前記コンタクトが4つ
の半導体島の角部に設けられており、これにより、ポリ
シリコンの電位をGNDまたは一定電位に固定したこと
を特徴とする半導体集積回路装置。
7. A switch constituting an upper arm and a lower arm.
The drive circuit for driving the
Semiconductor integrated circuit device formed on a number of semiconductor islands
The semiconductor islands exposed between the semiconductor islands.
Metal wiring is exposed on the exposed part of the polysilicon substrate
And at least one of the polysilicon substrates
The oxide film formed on the exposed part of the plate part has a stepped opening
Parts are arranged and contacts are arranged, and the four contacts are provided.
At the corners of the semiconductor island
Silicon potential fixed to GND or constant potential
A semiconductor integrated circuit device characterized by the above-mentioned.
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