JP4923686B2 - Semiconductor device - Google Patents

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    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/10Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
    • H03K17/102Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in field-effect transistor switches

Description

本発明は、インバータ駆動用等の高電圧ICに適用することのできる半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device applicable to a high voltage IC for driving an inverter or the like.

インバータ駆動用等の高電圧ICが、例えば、特許第3384399号公報(特許文献1)およびProc. of ISPSD’04(非特許文献1)に開示されている。   High voltage ICs for driving an inverter are disclosed in, for example, Japanese Patent No. 3384399 (Patent Document 1) and Proc. Of ISPSD'04 (Non-Patent Document 1).

図9(a)は、特許文献1に開示されている、モータ制御用インバータのパワー部分を中心とした回路構成図である。三相モータMoを駆動するために用いるパワーデバイス(IGBTであるQ1〜Q6とダイオードであるD1〜D6)は、ブリッジ回路を構成し、同一パッケージに収納されたパワーモジュールの構造をしている。主電源VCCは、通常、直流100〜400Vと高電圧である。特に、電気自動車(EV)やハイブリッド(HEV)車等の自動車用モータ制御においては、主電源VCCが、直流650Vもの高電圧となる。主電源VCCの高電位側をVCCH、低電位側をVCCL と表した場合、VCCH に接続されるIGBTQ1〜Q3を駆動するためには、IGBTのゲート電極の電位はこれよりさらに高電位となる。このため、駆動回路には、フォトカプラー(PC:Photo Coupler)や高電圧IC(HVIC:High Voltage Integrated Circuit)90が用いられる。駆動回路の入出力端子(I/O:Input / Output)は、通常マイクロコンピュータへ接続され、そのマイクロコンピュータにより、インバータ全体の制御がなされる。 FIG. 9A is a circuit configuration diagram focusing on the power portion of the motor control inverter disclosed in Patent Document 1. FIG. The power devices (Q1 to Q6 which are IGBTs and D1 to D6 which are diodes) used for driving the three-phase motor Mo constitute a bridge circuit and have a structure of a power module housed in the same package. The main power supply V CC is usually a high voltage of 100 to 400 VDC. In particular, in the control of motors for automobiles such as electric vehicles (EV) and hybrid (HEV) vehicles, the main power supply V CC is as high as 650 VDC. When the high potential side of the main power supply V CC is represented as V CCH and the low potential side is represented as V CCL , the potential of the gate electrode of the IGBT is higher than this in order to drive the IGBTs Q1 to Q3 connected to V CCH. It becomes a potential. For this reason, a photocoupler (PC: Photo Coupler) and a high voltage IC (HVIC: High Voltage Integrated Circuit) 90 are used for a drive circuit. The input / output terminals (I / O: Input / Output) of the drive circuit are usually connected to a microcomputer, and the microcomputer controls the entire inverter.

図9(b)は、特許文献1に開示されている、図9(a)で用いられる高電圧IC(HVIC)の内部構成ユニットのブロック図である。図9(b)に示す高電圧IC90は、制御回路(CU:Control Unit)、低電位のGND電位を基準とするゲート駆動回路GDU(Gate Drive Unit)4〜6、高電位の浮遊電位を基準とするゲート駆動回路GDU1〜3およびレベルシフト回路(LSU:Level Shift Unit)から構成されている。制御回路CUは、入出力端子I/Oを通してマイクロコンピュータと信号のやりとりを行い、図9(a)のどのIGBTをオンさせ、どれをオフさせるかの制御信号を発生させる。ゲート駆動回路GDU(Gate Drive Unit)4〜6は、図9(a)の主電源VCCの低電位側VCCL に接続するIGBTQ4〜Q6を駆動する。ゲート駆動回路GDU1〜3は、図9(a)の主電源VCCの高電位側VCCHに接続するIGBTQ1〜Q3を駆動する。レベルシフト回路LSUは、VCCL レベルの制御回路CUの信号と、VCCHレベルとVCCL レベルの間を行き来するGDU1〜3の信号(SIN1〜3、SOUT1〜3)との間を、媒介する働きをする。従って、高電圧IC90のレベルシフト回路LSUを構成する半導体装置は、上記したようにVCCHレベルとVCCL レベルの間(0〜650V)の信号を取り扱うため、特に高耐圧(1200V程度)が要求される。 FIG. 9B is a block diagram of an internal configuration unit of the high voltage IC (HVIC) used in FIG. A high voltage IC 90 shown in FIG. 9B includes a control circuit (CU: Control Unit), gate drive circuits GDU (Gate Drive Unit) 4 to 6 based on a low potential GND, and a high potential floating potential. And a level shift circuit (LSU: Level Shift Unit). The control circuit CU exchanges signals with the microcomputer through the input / output terminal I / O, and generates a control signal indicating which IGBT in FIG. 9A is turned on and which is turned off. Gate drive circuits GDU (Gate Drive Unit) 4 to 6 drive IGBTs Q4 to Q6 connected to the low potential side V CCL of the main power supply V CC in FIG. 9A. The gate drive circuits GDU1 to GDU1 drive the IGBTs Q1 to Q3 connected to the high potential side V CCH of the main power supply V CC in FIG. The level shift circuit LSU is a signal V CCL level of the control circuit CU, GDU1~3 signals alternate between the V CCH level and the V CCL level (SIN1~3, SOUT1~3) between mediate Work. Therefore, since the semiconductor device constituting the level shift circuit LSU of the high voltage IC 90 handles signals between the V CCH level and the V CCL level (0 to 650 V) as described above, a particularly high breakdown voltage (about 1200 V) is required. Is done.

図9(b)に示す高電圧IC90のように、基準電位の異なる2以上の回路が集積化された半導体装置では、基準電位の異なる各回路の形成領域は、pn接合分離もしくはSiOなどの誘電体を用いた誘電体分離により、互いに分離される。一般的に、pn接合分離を用いた高電圧ICは、寄生トランジスタが形成され易いため、回路の誤動作や素子破壊を引き起こす場合が有る。これに対して、誘電体分離を用いた高電圧ICでは、寄生トランジスタ動作は発生せず、回路の誤動作や素子破壊といった問題は起きない。 In a semiconductor device in which two or more circuits having different reference potentials are integrated as in the high voltage IC 90 shown in FIG. 9B, the formation region of each circuit having different reference potentials is made of pn junction isolation or SiO 2 . They are separated from each other by dielectric separation using a dielectric. In general, a high voltage IC using pn junction isolation may cause a malfunction of a circuit or element destruction because a parasitic transistor is easily formed. On the other hand, in a high voltage IC using dielectric isolation, parasitic transistor operation does not occur, and problems such as circuit malfunction and element destruction do not occur.

図10に、SOI基板とトレンチ分離を用いた、従来の高電圧IC91の模式的な断面図を示す。図10に示す高電圧IC91には、埋め込み酸化膜3を有するSOI基板10のSOI層1に、低電位(GND)基準回路、高電位(浮遊)基準回路およびレベルシフト回路が、それぞれ設けられている。また、GND基準回路、浮遊基準回路およびレベルシフト回路の各形成領域は、SOI基板10の埋め込み酸化膜3とトレンチ4の側壁酸化膜4sにより絶縁(誘電体)分離されている。高電圧IC91のレベルシフト回路においては、低電位基準回路と高電位基準回路を繋ぐため高耐圧の回路素子が必要である。図10に示したレベルシフト回路形成領域のMOS型トランジスタTrは、耐圧を確保するため、いわゆるSOI−RESURF構造をとっている。 FIG. 10 shows a schematic cross-sectional view of a conventional high-voltage IC 91 using an SOI substrate and trench isolation. The high voltage IC 91 shown in FIG. 10 is provided with a low potential (GND) reference circuit, a high potential (floating) reference circuit, and a level shift circuit in the SOI layer 1 of the SOI substrate 10 having the buried oxide film 3. Yes. The formation regions of the GND reference circuit, the floating reference circuit, and the level shift circuit are insulated (dielectric) separated by the buried oxide film 3 of the SOI substrate 10 and the sidewall oxide film 4s of the trench 4. In the level shift circuit of the high voltage IC 91, a high withstand voltage circuit element is required to connect the low potential reference circuit and the high potential reference circuit. The MOS transistor Tr L in the level shift circuit formation region shown in FIG. 10 has a so-called SOI-RESURF structure in order to ensure a withstand voltage.

レベルシフト回路における高電圧は、図中に示すように、MOS型トランジスタTrのドレイン(D)に印加される。図10のMOS型トランジスタTrでは、断面の横方向の耐圧を、表面p型不純物層と埋め込み酸化膜3によって形成されるSOI−RESURF構造で確保する。また、断面の縦方向の耐圧については、非特許文献1に開示されているように、ドレイン(D)とグランド(GND)間にかかる高電圧を、低濃度のSOI層1と埋め込み酸化膜3で分圧して、SOI層1における電界を緩和させる。
特許第3384399号公報 Proc. of ISPSD’04,p385,H.Akiyama, et al(三菱電機)
The high voltage in the level shift circuit is applied to the drain (D) of the MOS transistor Tr L as shown in the figure. In the MOS transistor Tr L of FIG. 10, the lateral breakdown voltage in the cross section is ensured by the SOI-RESURF structure formed by the surface p-type impurity layer and the buried oxide film 3. As for the breakdown voltage in the vertical direction of the cross section, as disclosed in Non-Patent Document 1, a high voltage applied between the drain (D) and the ground (GND) is applied to the low concentration SOI layer 1 and the buried oxide film 3. And the electric field in the SOI layer 1 is relaxed.
Japanese Patent No. 3384399 Proc. Of ISPSD '04, p385, H. Akiyama, et al (Mitsubishi Electric)

上記したように、SOI構造半導体基板を用いて高耐圧の半導体装置を実現するには、断面の縦方向において印加電圧をSOI層と埋め込み酸化膜に分配して所望の耐圧が得られるように、SOI層の濃度と厚さ及び埋め込み酸化膜の厚さを最適設計する必要がある。しかしながら、この方法で1000V以上の高耐圧を得ようとすると、5μmより厚い埋め込み酸化膜と、50μmより厚いSOI層が必要である。一方、SOI基板の反り等の関係で、達成できる埋め込み酸化膜の膜厚の上限は4μm程度である。また、SOI層の厚さは通常数μm〜20μm程度であり、SOI層の厚さを大きくするとトレンチ加工負荷が増大する。このため、図10のレベルシフト回路形成領域におけるMOS型トランジスタTrでは、600V程度の耐圧確保が限界で、400V電源系やEV車等で要求される1200Vの耐圧は確保することができない。 As described above, in order to realize a high breakdown voltage semiconductor device using an SOI structure semiconductor substrate, a desired breakdown voltage can be obtained by distributing the applied voltage between the SOI layer and the buried oxide film in the longitudinal direction of the cross section. It is necessary to optimally design the concentration and thickness of the SOI layer and the thickness of the buried oxide film. However, in order to obtain a high breakdown voltage of 1000 V or more by this method, a buried oxide film thicker than 5 μm and an SOI layer thicker than 50 μm are required. On the other hand, the upper limit of the thickness of the buried oxide film that can be achieved is about 4 μm because of warpage of the SOI substrate. Also, the thickness of the SOI layer is usually about several μm to 20 μm, and increasing the thickness of the SOI layer increases the trench processing load. For this reason, in the MOS type transistor Tr L in the level shift circuit formation region of FIG. 10, it is impossible to secure the withstand voltage of about 1200V required for a 400V power supply system, an EV car, etc., because the withstand voltage of about 600V is the limit.

上記問題を解決するため、図11に示す新規な半導体装置100が発明されている。図11は、半導体装置100の基本的な回路図である。図11に示す半導体装置100では、互いに絶縁分離されたn個(n≧2)のトランジスタ素子Tr〜Trが、グランド(GND)電位と所定電位Vsとの間で、GND電位側を第1段、所定電位Vs側を第n段として、順次直列接続されている。n個のトランジスタ素子Tr〜Trは、MOS (Metal Oxide Semiconductor)型トランジスタ素子であってもよいし、IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)素子であってもよい。上記構成は、各トランジスタ素子Tr〜TrがMOS型トランジスタ素子であるとすると、下段のMOS型トランジスタ素子のドレイン電圧が、その上段にあるMOS型トランジスタ素子のソースに印加される構成である。 In order to solve the above problem, a novel semiconductor device 100 shown in FIG. 11 has been invented. FIG. 11 is a basic circuit diagram of the semiconductor device 100. In the semiconductor device 100 shown in FIG. 11, the transistor elements Tr 1 to Tr n of n that are insulated and separated from each other (n ≧ 2), between the ground (GND) potential and the predetermined potential Vs, the GND potential side first One stage is connected in series with the predetermined potential Vs side as the nth stage. The n transistor elements Tr 1 to Tr n may be MOS (Metal Oxide Semiconductor) type transistor elements or IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) elements. In the above configuration, assuming that each of the transistor elements Tr 1 to Tr n is a MOS transistor element, the drain voltage of the lower MOS transistor element is applied to the source of the upper MOS transistor element. .

また、n個の抵抗素子R〜Rが、同じGND電位と所定電位Vsとの間で、GND電位側を第1段、所定電位Vs側を第n段として、順次直列接続されている。このn個の抵抗素子R〜Rには微弱な電流が流れて、GND電位と所定電位Vs間の電圧が、各抵抗素子R〜Rに分割される。図11では、各抵抗素子R〜RでGND電位と所定電位Vs間の電圧を分割しているが、容量素子を用いて分割してもよい。この場合は、消費電流を低減する効果がある。 In addition, n resistance elements R 1 to R n are sequentially connected in series between the same GND potential and a predetermined potential Vs, with the GND potential side as the first stage and the predetermined potential Vs side as the nth stage. . A weak current flows through the n resistance elements R 1 to R n , and the voltage between the GND potential and the predetermined potential Vs is divided into the resistance elements R 1 to R n . In FIG. 11, the voltage between the GND potential and the predetermined potential Vs is divided by each of the resistance elements R 1 to R n , but may be divided using a capacitive element. In this case, there is an effect of reducing current consumption.

図11の半導体装置100では、第1段のトランジスタ素子Trを除いた各段のトランジスタ素子Tr〜Trにおけるゲート端子が、抵抗素子Rg〜Rgを介して、直列接続された各段の抵抗素子R〜R間の接続点P〜Pに、それぞれ、順次接続されている。また、同じく第1段のトランジスタ素子Trを除いた各段のトランジスタ素子Tr〜Trにおいて、ゲート端子とGND電位側の端子との間に、ダイオードD〜Dが挿入されている。これら抵抗素子Rg〜RgおよびダイオードD〜Dにより、第1段のトランジスタ素子Trのゲート端子に入力信号を加えた際、第2段から第n段のトランジスタ素子Tr〜Trの同時動作を、安定化させることができる。 In the semiconductor device 100 of FIG. 11, the gate terminal of the transistor element Tr 2 to Tr n of each stage, except for the transistor elements Tr 1 of the first stage, via the resistor Rg 2 ~Rg n, each connected in series The connection points P 2 to P n between the resistive elements R 1 to R n of the stage are sequentially connected. Similarly, in each of the transistor elements Tr 2 to Tr n except for the first-stage transistor element Tr 1 , diodes D 2 to D n are inserted between the gate terminal and the GND potential side terminal. . These resistive elements Rg 2 ~Rg n and the diode D 2 to D n, upon the addition of the input signal to the gate terminal of the transistor elements Tr 1 of the first stage, transistor elements Tr 2 to Tr n-th stage from the second stage The simultaneous operation of n can be stabilized.

第1段のトランジスタ素子Trのゲート端子は、半導体装置100の入力端子となっている。半導体装置100の出力は、第n段のトランジスタ素子Trにおける所定電位Vs側の端子から、所定の抵抗値を有する負荷抵抗(図示省略)を介して取り出される。尚、出力信号は、基準電位が入力信号のGND電位から所定電位Vsに変換(レベルシフト)され、入力信号に対して反転した状態で取り出される。 The gate terminal of the first-stage transistor element Tr 1 is an input terminal of the semiconductor device 100. The output of the semiconductor device 100 is taken out from a terminal on the predetermined potential Vs side of the n-th stage transistor element Tr n via a load resistor (not shown) having a predetermined resistance value. The output signal is extracted in a state where the reference potential is converted (level shift) from the GND potential of the input signal to the predetermined potential Vs and inverted with respect to the input signal.

図11の半導体装置100では、第1段のトランジスタ素子Trのゲート端子に入力信号を加えることで、同じくGND電位と所定電位Vsとの間に直列接続されたn個の抵抗素子R〜Rを介して、第2段から第n段のトランジスタ素子Tr〜Trも同時に動作させることができる。すなわち、各トランジスタ素子Tr〜TrをMOS型トランジスタ素子とし、各トランジスタ素子Tr〜TrのGND電位側をソースとするとと、第1段のトランジスタ素子Trのゲート端子に信号電圧が印加されると、第1段のトランジスタ素子Trのドレイン電位が低下する。それに伴って、第2段のトランジスタ素子Trのソース電位が下がるので、第2段のトランジスタ素子Trのゲート−ソース間のダイオードD2に接続点Pから電流が流れ込む。ゲート−ソース間がツェナー電圧(ここでは5V)に固定される結果、第2段のトランジスタ素子TrがONになる。これと同様のことが第n段のトランジスタ素子Trまで繰り返されて、極短時間で、全トランジスタ素子Tr〜TrがONになる。 In the semiconductor device 100 of FIG. 11, by adding an input signal to the gate terminal of the transistor elements Tr 1 of the first stage, also the n resistance elements R 1 ~ connected in series between the GND potential and the predetermined potential Vs The second to n-th transistor elements Tr 2 to Tr n can be operated simultaneously via R n . That is, when each of the transistor elements Tr 1 to Tr n is a MOS transistor element and the GND potential side of each of the transistor elements Tr 1 to Tr n is a source, a signal voltage is applied to the gate terminal of the first stage transistor element Tr 1. Once applied, the drain potential of the transistor elements Tr 1 of the first stage is reduced. Along with this, since the source potential of the transistor elements Tr 2 of the second stage is lowered, the second stage of the transistor elements Tr 2 gate - current flows from the connection point P 2 to the diode D2 between the source. Gate - result-source fixed to the Zener voltage (5V in this case), the transistor elements Tr 2 of the second stage is to ON. The same process is repeated up to the n-th transistor element Tr n , and all the transistor elements Tr 1 to Tr n are turned on in an extremely short time.

図11の半導体装置100の動作においては、GND電位と所定電位Vsの間の電圧がn個のトランジスタ素子Tr〜Trにより分割され、第1段から第n段の各トランジスタ素子Tr〜Trが、それぞれの電圧範囲を分担している。従って、GND電位と所定電位Vsの間の電圧を1個のトランジスタ素子で分担する場合に較べて、各トランジスタ素子Tr〜Trに要求される耐圧は、略n分の1となる。従って、一般的な製造方法を用いて安価に製造でき、通常の耐圧を有するトランジスタ素子であっても、図11の半導体装置100においてトランジスタ素子の個数nを適宜設定することにより、全体として必要とされる高い耐圧を確保した半導体装置とすることができる。尚、図11の半導体装置100においては、n個のトランジスタ素子Tr〜Trが同じ耐圧を有することが好ましい。これにより、GND電位と所定電位の間に挿入された各トランジスタ素子Tr〜Trの分担する電圧(耐圧)を均等にして、最小化することができる。 In operation of the semiconductor device 100 of FIG. 11, the voltage between the GND potential and the predetermined potential Vs is divided by the n transistor elements Tr 1 to Tr n, each transistor elements Tr 1 ~ of the n stages from the first stage Tr n shares the respective voltage ranges. Therefore, the breakdown voltage required for each of the transistor elements Tr 1 to Tr n is approximately 1 / n compared to the case where the voltage between the GND potential and the predetermined potential Vs is shared by one transistor element. Therefore, even a transistor element having a normal breakdown voltage that can be manufactured at low cost using a general manufacturing method is necessary as a whole by appropriately setting the number n of transistor elements in the semiconductor device 100 of FIG. The semiconductor device can ensure a high breakdown voltage. In the semiconductor device 100 of FIG. 11, it is preferable that the n transistor elements Tr 1 to Tr n have the same breakdown voltage. Thereby, the voltage (withstand voltage) shared by the transistor elements Tr 1 to Tr n inserted between the GND potential and the predetermined potential can be equalized and minimized.

図12は、別の半導体装置の基本構成を示す図で、半導体装置101の回路図である。図12に示す半導体装置101は、GND電位と所定電位の間を、n個(n≧2)のトランジスタ素子Trと、並列接続された抵抗素子Rと容量素子C2を並列RC素子としてn個の並列RC素子で分割する構成である。半導体装置101の構成は、別の見方をすれば、GND電位と所定電位の間で、直列接続された抵抗Rのラインに対して、直列接続された容量素子C2のラインが付け足された構成となっている。この直列接続された容量素子C2のラインは、抵抗素子Rの抵抗値が大きい場合には、dV/dtサージが入った場合にサージ電流を逃がすラインとして機能する。半導体装置101では、n個の並列RC素子における抵抗素子Rの抵抗値と第2容量素子C2の容量値を適宜設定することで、dV/dtサージが入った場合におけるn個のトランジスタ素子Trのラインにおける各接続点の電位をほぼ均等に分配することができる。   FIG. 12 is a diagram illustrating a basic configuration of another semiconductor device, and is a circuit diagram of the semiconductor device 101. The semiconductor device 101 shown in FIG. 12 has n (n ≧ 2) transistor elements Tr, and a resistor element R and a capacitor element C2 connected in parallel as parallel RC elements between the GND potential and a predetermined potential. It is the structure divided | segmented by a parallel RC element. From another viewpoint, the configuration of the semiconductor device 101 is a configuration in which a line of the capacitive element C2 connected in series is added to the line of the resistor R connected in series between the GND potential and the predetermined potential. It has become. When the resistance value of the resistance element R is large, the line of the capacitive element C2 connected in series functions as a line for releasing a surge current when a dV / dt surge is generated. In the semiconductor device 101, by appropriately setting the resistance value of the resistance element R in the n parallel RC elements and the capacitance value of the second capacitance element C2, the n transistor elements Tr of the n transistor elements Tr when a dV / dt surge occurs are set. The potential at each connection point in the line can be distributed almost evenly.

尚、上記発明については、すでに特許出願がなされている(出願番号2005−227058、出願番号2005−318679)。   Note that a patent application has already been filed for the above invention (application number 2005-227058, application number 2005-318679).

一方、図11や図12の半導体装置100,202では、GND電位と所定電位の間で直列接続された抵抗Rのラインに高い電源電圧がかかるため、このラインには定常状態で(リーク)電流が流れて、消費電力が大きくなるという問題がある。このリーク電流を下げるためには、分圧抵抗Rの抵抗値を数MΩまで大きくする必要があるが、この場合には、CrSi等の薄膜で形成する分圧抵抗Rのチップに占める面積が増大して、コスト増となる。   On the other hand, in the semiconductor devices 100 and 202 of FIG. 11 and FIG. 12, a high power supply voltage is applied to the line of the resistor R connected in series between the GND potential and the predetermined potential. There is a problem that power consumption increases. In order to reduce the leakage current, it is necessary to increase the resistance value of the voltage dividing resistor R to several MΩ, but in this case, the area occupied by the voltage dividing resistor R formed of a thin film such as CrSi on the chip increases. As a result, the cost increases.

また、図12の半導体装置101において、dV/dtサージを均等に分圧して基板(トランジスタ素子Tr)への回り込みを防止するためには、容量素子C2の容量値をpFオーダにする必要があるが、この場合にも、トランジスタ素子Trの全段数分をレイアウトすると、チップ面積が増大して非常に面積効率が悪くなる。   Further, in the semiconductor device 101 of FIG. 12, in order to evenly divide the dV / dt surge and prevent the wraparound to the substrate (transistor element Tr), the capacitance value of the capacitive element C2 needs to be on the order of pF. However, in this case as well, if the number of stages of the transistor elements Tr is laid out, the chip area increases and the area efficiency becomes very poor.

そこで本発明は、互いに絶縁分離されたn個(n≧2)のトランジスタ素子が順次直列接続されてなる半導体装置であって、全体として必要とされる高い耐圧を確保することができ、消費電力が小さく、小型で安価な半導体装置を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention is a semiconductor device in which n (n ≧ 2) transistor elements that are insulated and separated from each other are sequentially connected in series, and can ensure a high breakdown voltage required as a whole, and power consumption The object is to provide a small, inexpensive and inexpensive semiconductor device.

請求項1に記載の半導体装置は、互いに絶縁分離されたn個(n≧2)のトランジスタ素子が、グランド(GND)電位と所定電位との間で、GND電位側を第1段、所定電位側を第n段として、順次直列接続されてなり、前記第1段トランジスタ素子におけるゲート端子を入力端子とし、前記GND電位と所定電位の間に順次直列接続されたトランジスタ素子のゲート分圧回路として、抵抗素子を使用することなく、ゲート−ソース間が短絡されたn個の短絡トランジスタ素子が、前記GND電位と前記所定電位との間で、GND電位側を第1段、所定電位側を第n段として、順次直列接続され、前記第1段トランジスタ素子を除いた各段のトランジスタ素子におけるゲート端子が、前記直列接続された各段の短絡トランジスタ素子の間に、それぞれ、順次接続されてなり、前記第n段トランジスタ素子における前記所定電位側の端子から、出力が取り出されてなることを特徴としている。 The semiconductor device according to claim 1, wherein n transistor elements (n ≧ 2) that are insulated from each other are arranged between a ground (GND) potential and a predetermined potential, and the GND potential side is the first stage, and the predetermined potential As the gate voltage dividing circuit of the transistor elements sequentially connected in series with the n-th side as the n-th stage, the gate terminal in the first-stage transistor element as the input terminal, and sequentially connected in series between the GND potential and the predetermined potential Without using a resistance element, n short-circuited transistor elements whose gates and sources are short-circuited have a GND potential side in the first stage and a predetermined potential side in the first stage between the GND potential and the predetermined potential. n stages are sequentially connected in series, and the gate terminal of each stage transistor element excluding the first stage transistor element is connected between the series connected short circuit transistor elements. Each will be sequentially connected, from the predetermined potential side terminal in the n-th stage transistor element, the output is characterized by comprising fetched.

上記半導体装置におけるゲート−ソース間が短絡された短絡トランジスタ素子は、ダイオードとして機能させることができる。このため、上記半導体装置では、GND電位と所定電位の間に順次直列接続された主ラインのトランジスタ素子のゲート分圧回路が、同じくGND電位と所定電位の間に順次直列接続された短絡トランジスタ素子(ダイオード)で構成されていることになる。従って、上記半導体装置では、ゲート分圧回路ラインに抵抗素子を使用していないため、ゲート分圧回路ラインには定常状態で(リーク)電流が流れず、これによって消費電力が増大することもない。また、短絡トランジスタ素子のチップに占める面積は、抵抗素子や容量素子に較べて小さく、これによってコストが増大することもない。   The short-circuit transistor element in which the gate and the source in the semiconductor device are short-circuited can function as a diode. For this reason, in the semiconductor device, the gate voltage dividing circuit of the main line transistor elements sequentially connected in series between the GND potential and the predetermined potential is also a short circuit transistor element sequentially connected in series between the GND potential and the predetermined potential. (Diode). Therefore, since the semiconductor device does not use a resistance element for the gate voltage dividing circuit line, no (leakage) current flows through the gate voltage dividing circuit line in a steady state, and thus power consumption does not increase. . Further, the area occupied by the short-circuit transistor element in the chip is smaller than that of the resistor element and the capacitor element, and this does not increase the cost.

上記半導体装置においても、抵抗素子や容量素子をゲート分圧回路に用いた場合と同様に、第1段のトランジスタ素子のゲート端子に入力信号を加えることで、n個の短絡トランジスタ素子を介して、第2段から第n段のトランジスタ素子も同時に動作させることができる。また、上記半導体装置では、GND電位と所定電位の間の電圧がn個のトランジスタ素子により分割され、第1段から第n段の各トランジスタ素子が、それぞれの電圧範囲を分担している。従って、GND電位と所定電位の間の電圧を1個のトランジスタ素子で分担する場合に較べて、各トランジスタ素子に要求される耐圧を低減することができる。   In the semiconductor device, as in the case of using a resistive element and a capacitive element in the gate voltage dividing circuit, an input signal is applied to the gate terminal of the first-stage transistor element, so that the n number of short-circuited transistor elements are connected. The second to n-th transistor elements can be operated simultaneously. In the semiconductor device, a voltage between the GND potential and the predetermined potential is divided by n transistor elements, and each transistor element from the first stage to the n-th stage shares a voltage range. Therefore, the breakdown voltage required for each transistor element can be reduced as compared with the case where the voltage between the GND potential and the predetermined potential is shared by one transistor element.

主ラインの各段のトランジスタ素子でGND電位と所定電位の間を分割分担する半導体装置では、一般的に、主ラインを構成する各段のトランジスタ素子の耐圧と共に、ゲート分圧回路ラインを構成する各素子についても、同程度の耐圧が必要である。この点、上記半導体装置におけるゲート−ソース間を短絡した短絡トランジスタ素子(ダイオード)の耐圧は、ゲート−ソース間を短絡していない状態と同等、あるいはそれ以上の耐圧を持っている。従って、主ラインとゲート分圧回路ラインが基本的に同じトランジスタ素子からなる上記半導体装置は、例えばゲート分圧回路ラインに単純構造のダイオード素子を用いる半導体装置に較べて、耐圧設計が非常に容易なものとなる。また、主ラインのトランジスタ素子とゲート分圧回路ラインの短絡トランジスタ素子の耐圧特性におけるずれが小さいため、GND電位と所定電位の間の分圧比についても、より正確なものとすることができる。   In a semiconductor device in which the GND potential and a predetermined potential are divided and shared by the transistor elements of each stage of the main line, generally, the gate voltage dividing circuit line is configured together with the breakdown voltage of the transistor elements of each stage configuring the main line. The same breakdown voltage is required for each element. In this respect, the breakdown voltage of the short-circuit transistor element (diode) in which the gate and the source are short-circuited in the semiconductor device is equal to or higher than that in the state where the gate and the source are not short-circuited. Therefore, the above-mentioned semiconductor device in which the main line and the gate voltage dividing circuit line are basically composed of the same transistor element is very easy to design withstand voltage as compared with a semiconductor device using a diode element having a simple structure in the gate voltage dividing circuit line. It will be something. Further, since the deviation in the breakdown voltage characteristics of the transistor elements in the main line and the short-circuit transistor elements in the gate voltage dividing circuit line is small, the voltage dividing ratio between the GND potential and the predetermined potential can be made more accurate.

主ラインとゲート分圧回路ラインが基本的に同じトランジスタ素子からなる上記半導体装置は、例えばゲート分圧回路ラインに単純構造のダイオード素子を用いる半導体装置に較べて、製造工程も非常に単純なものとなる。上記半導体装置の製造工程は、同時形成できるトランジスタ素子の製造工程のみで構成することができ、工程数が少なく工程管理が容易で、上記半導体装置を安価に製造することができる。   The semiconductor device in which the main line and the gate voltage dividing circuit line are basically composed of the same transistor element has a very simple manufacturing process as compared with, for example, a semiconductor device using a diode element having a simple structure in the gate voltage dividing circuit line. It becomes. The manufacturing process of the semiconductor device can be configured only by the manufacturing process of transistor elements that can be simultaneously formed, the number of processes is small, process management is easy, and the semiconductor device can be manufactured at low cost.

尚、上記半導体装置にサージが印加された場合には、抵抗素子や容量素子をゲート分圧回路に用いた場合と同様に、ゲート分圧回路ラインの第1段から第n段の各短絡トランジスタ素子を介して、サージ電流の電荷を速やかにGNDへ逃がすことができる。このため、主ラインの特定のトランジスタ素子において、サージによる高電圧が印加されることもない。従って、サージが印加された場合のトランジスタ素子のブレークダウンによる回路破壊も抑制することができる。   When a surge is applied to the semiconductor device, each of the first to n-th short-circuit transistors on the gate voltage dividing circuit line is the same as when a resistor element or a capacitive element is used for the gate voltage dividing circuit. The charge of surge current can be quickly released to GND through the element. For this reason, a high voltage due to a surge is not applied to a specific transistor element in the main line. Therefore, circuit breakdown due to breakdown of the transistor element when a surge is applied can be suppressed.

以上のようにして、上記半導体装置は、互いに絶縁分離されたn個(n≧2)のトランジスタ素子が順次直列接続されてなる半導体装置であって、全体として必要とされる高い耐圧を確保することができ、消費電力が小さく、小型で安価な半導体装置とすることができる。   As described above, the semiconductor device is a semiconductor device in which n (n ≧ 2) transistor elements that are insulated and separated from each other are sequentially connected in series, and ensures a high breakdown voltage required as a whole. In addition, a small and inexpensive semiconductor device with low power consumption can be obtained.

請求項2に記載のように、上記半導体装置においては、前記トランジスタ素子と前記短絡トランジスタ素子が、同じチャネル長さ方向の断面構造を有してなることが好ましい。   According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device, the transistor element and the short-circuit transistor element preferably have the same cross-sectional structure in the channel length direction.

トランジスタ素子の耐圧は、チャネル長さ方向の断面構造により決まる。このため、主ラインのトランジスタ素子とゲート分圧回路ラインの短絡トランジスタ素子のチャネル長さ方向における断面構造を同じにすることで、耐圧設計が簡略化されると共に、両トランジスタ素子の耐圧特性を正確に一致させることができる。また、各ライン内においても、それを構成する各トランジスタ素子の耐圧が等しくなるため、GND電位と所定電位の間に挿入された各トランジスタ素子の分担する電圧(耐圧)を均等にして、最小化することができる。   The breakdown voltage of the transistor element is determined by the cross-sectional structure in the channel length direction. For this reason, by making the cross-sectional structure in the channel length direction of the transistor element of the main line and the short-circuit transistor element of the gate voltage dividing circuit line the same, the withstand voltage design is simplified and the withstand voltage characteristics of both transistor elements are accurately set. Can match. Also, since the breakdown voltage of each transistor element constituting each line is equal in each line, the voltage (withstand voltage) shared by each transistor element inserted between the GND potential and a predetermined potential is equalized and minimized. can do.

また、チャネル長さ方向の断面構造が同じであれば、チャネル長さ方向と直交する方向におけるトランジスタ素子のゲート幅は、耐圧特性にほとんど影を及ぼさない。このため、上記半導体装置においては、主ラインのトランジスタ素子とゲート分圧回路ラインの短絡トランジスタ素子のゲート幅を任意に設定することができる。   If the cross-sectional structures in the channel length direction are the same, the gate width of the transistor element in the direction orthogonal to the channel length direction hardly affects the breakdown voltage characteristics. For this reason, in the semiconductor device, the gate width of the transistor element of the main line and the short-circuit transistor element of the gate voltage dividing circuit line can be arbitrarily set.

例えば請求項3に記載のように、主ラインを構成する前記n個のトランジスタ素子のゲート幅を、等しく設定することができる。   For example, as described in claim 3, gate widths of the n transistor elements constituting the main line can be set equal.

一方、トランジスタ素子は寄生容量を持っており、この寄生容量の値は、トランジスタ素子のゲート幅に比例する。   On the other hand, the transistor element has a parasitic capacitance, and the value of the parasitic capacitance is proportional to the gate width of the transistor element.

これを利用して、請求項4に記載のように、上記半導体装置においては、前記第(k−1)段(2≦k≦n)の短絡トランジスタ素子のゲート幅が、前記第(k−1)段より上にある各トランジスタ素子のゲート幅の和に、しく設定されてなることが好ましい。 By using this, as described in claim 4, in the semiconductor device, the gate width of the short-circuit transistor element in the (k−1) th stage (2 ≦ k ≦ n) is the (k−). the sum of the gate width of each transistor device is above 1) step, it is preferable that formed by equal properly set.

上記のようにゲート幅が設定された半導体装置においては、第(k−1)段(2≦k≦n)の短絡トランジスタ素子の寄生容量は、第(k−1)段より上にある各トランジスタ素子の寄生容量の和に、ほぼ等しくなっている。このため、上記半導体装置においては、所定電位の電源側から順に、主ラインにおける多段化されたトランジスタ素子の寄生容量の影響を補正するようにして、ゲート分圧回路ラインにおける短絡トランジスタ素子の寄生容量が配置されることとなる。これによって、各段のトランジスタ素子に電荷が溜まり難くなり、サージ電流の電荷を速やかにGNDへ逃がすことができると共に、多段化したことによるスイッチング速度の劣化を抑制することができる。   In the semiconductor device in which the gate width is set as described above, the parasitic capacitance of the short-circuit transistor element in the (k−1) th stage (2 ≦ k ≦ n) is higher than the (k−1) th stage. It is almost equal to the sum of the parasitic capacitances of the transistor elements. For this reason, in the semiconductor device described above, the parasitic capacitance of the short-circuit transistor element in the gate voltage dividing circuit line is corrected in order from the power supply side of the predetermined potential by correcting the influence of the parasitic capacitance of the multistage transistor elements in the main line. Will be placed. This makes it difficult for charges to be accumulated in the transistor elements at each stage, so that the charge of the surge current can be quickly released to GND, and deterioration in switching speed due to the multi-stage can be suppressed.

上記半導体装置においては、所定電位に最も近い最高段の前記第n段における短絡トランジスタ素子のゲート幅は、サージに対する特性やスイッチング速度にほとんど影響を及ぼさない。   In the semiconductor device, the gate width of the short-circuit transistor element in the highest nth stage closest to the predetermined potential hardly affects the characteristics against the surge and the switching speed.

このため、請求項5に記載のように、前記第n段の短絡トランジスタ素子のゲート幅は、前記第n段のトランジスタ素子のゲート幅に較べて、小さく設定することができる。   Therefore, as described in claim 5, the gate width of the n-th stage short-circuit transistor element can be set smaller than the gate width of the n-th stage transistor element.

尚、上記半導体装置においては、請求項6に記載のように、n個のトランジスタ素子と前記n個の短絡トランジスタ素子のゲート幅を全て等しく設定して、n個の短絡トランジスタ素子のそれぞれに対して、容量素子が並列接続されてなるように構成してもよい。この短絡トランジスタ素子のそれぞれに対して並列接続される容量素子によって、主ラインにおける多段化されたトランジスタ素子の寄生容量の影響を補正するようにしてもよい。   In the semiconductor device, as described in claim 6, the gate widths of the n transistor elements and the n short transistor elements are all set equal to each other, and each of the n short transistor elements is Thus, the capacitive elements may be connected in parallel. You may make it correct | amend the influence of the parasitic capacitance of the multistage transistor element in a main line by the capacitive element connected in parallel with respect to each of this short circuit transistor element.

請求項7に記載の半導体装置は、互いに絶縁分離されたn個(n≧2)のトランジスタ素子が、グランド(GND)電位と所定電位との間で、GND電位側を第1段、所定電位側を第n段として、順次直列接続されてなり、前記第1段トランジスタ素子におけるゲート端子を入力端子とし、前記GND電位と所定電位の間に順次直列接続されたトランジスタ素子のゲート分圧回路として、抵抗素子を使用することなく、ゲート−ソース間が短絡されたn個の短絡トランジスタ素子が、前記GND電位と前記所定電位との間で、GND電位側を第1段、所定電位側を第n段として、順次直列接続され、前記第1段トランジスタ素子を除いた各段のトランジスタ素子におけるゲート端子が、前記直列接続された各段の短絡トランジスタ素子の間に、それぞれ、順次接続され、前記n個の短絡トランジスタ素子のそれぞれに対して、容量素子が並列接続されてなり、前記第n段トランジスタ素子における前記所定電位側の端子から、出力が取り出されてなることを特徴としている。 The semiconductor device according to claim 7, wherein n (n ≧ 2) transistor elements that are insulated from each other are arranged between a ground (GND) potential and a predetermined potential, the GND potential side is a first stage, and the predetermined potential is set. As the gate voltage dividing circuit of the transistor elements sequentially connected in series with the n-th side as the n-th stage, the gate terminal in the first-stage transistor element as the input terminal, and sequentially connected in series between the GND potential and the predetermined potential Without using a resistance element, n short-circuited transistor elements whose gates and sources are short-circuited have a GND potential side in the first stage and a predetermined potential side in the first stage between the GND potential and the predetermined potential. n stages are sequentially connected in series, and the gate terminal of each stage transistor element excluding the first stage transistor element is connected between the series connected short circuit transistor elements. Each of the n short-circuit transistor elements is sequentially connected, and a capacitive element is connected in parallel to each of the n short-circuit transistor elements, and an output is taken out from the predetermined potential side terminal of the n-th transistor element. It is characterized by.

上記半導体装置は、ゲート分圧回路ラインの各段に、並列接続された短絡トランジスタ素子と容量素子が用いられる構成となっている。この場合にも、請求項1の半導体装置で説明したように、ゲート分圧回路ラインに抵抗素子を使用していないため、ゲート分圧回路ラインには定常状態で(リーク)電流が流れず、低消費電力の半導体装置とすることができる。また、上記半導体装置では、短絡トランジスタ素子のそれぞれに対して並列接続される容量素子によって、主ラインにおける多段化されたトランジスタ素子の寄生容量の影響を補正することができる。   The semiconductor device has a configuration in which a short-circuit transistor element and a capacitor element connected in parallel are used at each stage of the gate voltage dividing circuit line. Also in this case, as described in the semiconductor device of claim 1, since no resistance element is used for the gate voltage dividing circuit line, no current (leakage) flows in the gate voltage dividing circuit line in a steady state. A semiconductor device with low power consumption can be obtained. Further, in the semiconductor device, the influence of the parasitic capacitance of the multi-stage transistor elements in the main line can be corrected by the capacitor elements connected in parallel to each of the short-circuit transistor elements.

以上のようにして、上記半導体装置も、互いに絶縁分離されたn個(n≧2)のトランジスタ素子が順次直列接続されてなる半導体装置であって、全体として必要とされる高い耐圧を確保することができ、消費電力が小さく、小型で安価な半導体装置とすることができる。尚、上記半導体装置においては、n個のトランジスタ素子と短絡トランジスタ素子が異なる断面構造やゲート幅を持っていてもよい。   As described above, the semiconductor device is also a semiconductor device in which n (n ≧ 2) transistor elements that are insulated from each other are sequentially connected in series, and ensures a high breakdown voltage required as a whole. In addition, a small and inexpensive semiconductor device with low power consumption can be obtained. In the semiconductor device, the n transistor elements and the short-circuit transistor elements may have different cross-sectional structures and gate widths.

請求項8に記載のように、前記トランジスタ素子および短絡トランジスタ素子は、例えば、次に示すSOI構造半導体基板の使用に好適な横型MOSトランジスタ素子とすることができる。また、前記トランジスタ素子および短絡トランジスタ素子は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子であってもよい。   According to an eighth aspect of the present invention, the transistor element and the short-circuit transistor element can be, for example, a lateral MOS transistor element suitable for use in the following SOI structure semiconductor substrate. The transistor element and the short-circuit transistor element may be an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) element.

請求項9に記載のように、上記半導体装置は、前記トランジスタ素子および短絡トランジスタ素子が、埋め込み酸化膜を有するSOI構造半導体基板のSOI層に形成され、前記埋め込み酸化膜に達する絶縁分離トレンチにより、互いに絶縁分離されてなるように構成することができる。   In the semiconductor device, the transistor element and the short-circuit transistor element are formed in an SOI layer of an SOI structure semiconductor substrate having a buried oxide film, and an insulating isolation trench reaching the buried oxide film is It can be configured to be insulated and separated from each other.

SOI構造半導体基板を使用する場合、請求項10に記載のように、前記容量素子が、前記絶縁分離トレンチを誘電体層とし、当該絶縁分離トレンチを挟んで両側に形成されたSOI層を電極接続層とする構成を採用することができる。   When an SOI structure semiconductor substrate is used, as described in claim 10, the capacitor element includes the insulating isolation trench as a dielectric layer, and the SOI layers formed on both sides of the insulating isolation trench are electrode-connected. A configuration of layers can be employed.

この絶縁分離トレンチを用いた容量素子は、400V以上の高い耐圧を確保することができると共に、基板の深さ方向に容量素子が形成されるためチップに対する占有面積を小さくすることができる。   The capacitive element using the insulating isolation trench can ensure a high breakdown voltage of 400 V or more, and can reduce the area occupied by the chip because the capacitive element is formed in the depth direction of the substrate.

また、請求項11に記載のように、前記容量素子は、前記SOI層上に形成された酸化膜を誘電体層とし、当該酸化膜を挟んで、酸化膜上に形成された導電性を有するポリシリコンを一方の電極とし、酸化膜下のSOI層をもう一方の電極接続層とする構成を採用してもよい。   In addition, according to an eleventh aspect, the capacitive element has a conductivity formed on the oxide film with the oxide film formed on the SOI layer serving as a dielectric layer and the oxide film interposed therebetween. A configuration may be adopted in which polysilicon is used as one electrode and the SOI layer under the oxide film is used as the other electrode connection layer.

この場合には、上記絶縁分離トレンチを用いた容量素子に較べて、面積効率は劣るものの、トレンチエッジの酸化膜のくびれといった問題がないため、より信頼性の高い容量素子とすることができる。   In this case, although the area efficiency is inferior to that of the capacitive element using the insulating isolation trench, there is no problem of constriction of the oxide film at the trench edge, so that the capacitive element can be made more reliable.

請求項12に記載のように、前記半導体装置は、GND電位を基準とするGND基準ゲート駆動回路、浮遊電位を基準とする浮遊基準ゲート駆動回路、前記GND基準ゲート駆動回路と前記浮遊基準ゲート駆動回路を制御するための制御回路、および前記制御回路と前記浮遊基準ゲート駆動回路の間に介在し、前記制御回路の入出力信号をGND電位と浮遊電位の間でレベルシフトさせるレベルシフト回路で構成されるインバータ駆動用の高電圧ICにおいて、前記レベルシフト回路に好適である。この場合には、前記所定電位が、前記浮遊電位となる。   14. The semiconductor device according to claim 12, wherein the semiconductor device includes a GND reference gate drive circuit based on a GND potential, a floating reference gate drive circuit based on a floating potential, the GND reference gate drive circuit, and the floating reference gate drive. A control circuit for controlling the circuit, and a level shift circuit which is interposed between the control circuit and the floating reference gate drive circuit and shifts an input / output signal of the control circuit between the GND potential and the floating potential. The inverter-driven high voltage IC is suitable for the level shift circuit. In this case, the predetermined potential becomes the floating potential.

前記高電圧ICは、例えば、請求項13に記載のように、車載モータのインバータ駆動用の高電圧ICであってもよいし、請求項14に記載のように、車載エアコンのインバータ駆動用の高電圧ICであってもよい。   The high voltage IC may be, for example, a high voltage IC for driving an inverter of an in-vehicle motor as described in claim 13, or may be an inverter driving of an in-vehicle air conditioner, as described in claim 14. It may be a high voltage IC.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。図1は、本発明の半導体装置の一例で、半導体装置200に関する回路図である。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a semiconductor device 200 as an example of the semiconductor device of the present invention.

図1に示す半導体装置200では、互いに絶縁分離された4個のトランジスタ素子Tr〜Trが、GND電位(0V)と所定の電源電位Vss(1000V)の間で、GND側を第1段、電源側を第4段として、順次直列接続されている。また、ゲート−ソース間が短絡された4個の短絡トランジスタ素子STR〜STRが、同じGND電位と電源電位Vssの間で、GND側を第1段、電源側を第4段として、順次直列接続されている。半導体装置200では、第1段のトランジスタ素子Trを除いた各段のトランジスタ素子Tr〜Trにおけるゲート端子が、直列接続された各段の短絡トランジスタ素子STR〜STR間の接続点に、それぞれ、順次接続されている。尚、図中の抵抗Rin(200kΩ)は、入力抵抗であり、抵抗Rout(10kΩ)は、出力抵抗である。 In the semiconductor device 200 shown in FIG. 1, four transistor elements Tr 1 to Tr 4 which is insulated and separated from each other, between the GND potential (0V) and a predetermined power supply potential Vss (1000V), the first stage the GND side The power supply side is the fourth stage and is sequentially connected in series. The gate - four to-source shorted shunt transistor element STR 1 ~STR 4 is between the same GND potential and the power supply potential Vss, and the first stage the GND side, the power supply side as a fourth stage, sequentially They are connected in series. In the semiconductor device 200, the gate terminals of the transistor elements Tr 2 to Tr 4 in each stage excluding the transistor element Tr 1 in the first stage are connected between the short-circuit transistor elements STR 1 to STR 4 in each stage connected in series. Are sequentially connected to each other. In the figure, the resistor R in (200 kΩ) is an input resistor, and the resistor R out (10 kΩ) is an output resistor.

尚、図1に示す半導体装置200は、4個のトランジスタ素子Tr〜Trと4個の短絡トランジスタ素子STR〜STRで構成されている。しかしながらこれに限らず、以下に説明する半導体装置200の効果は、任意のn個(n≧2)のトランジスタ素子と短絡トランジスタ素子で構成される半導体装置についても同様に得ることができる。また、図1に示す半導体装置200の4個のトランジスタ素子Tr〜Trと短絡トランジスタ素子STR〜STRは、NチャネルのMOSトランジスタ素子(Metal Oxide Semiconductor transistor)であるが、これに限らず、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ素子(IGBT、Insulated Gate Bipolar Transistor)等であってもよい。 Note that the semiconductor device 200 shown in FIG. 1 includes four transistor elements Tr 1 to Tr 4 and four short-circuit transistor elements STR 1 to STR 4 . However, the present invention is not limited to this, and the effects of the semiconductor device 200 described below can be similarly obtained for a semiconductor device including any n (n ≧ 2) transistor elements and short-circuit transistor elements. Further, the four transistor elements Tr 1 to Tr 4 and the short-circuit transistor element STR 1 ~STR 4 of the semiconductor device 200 shown in FIG. 1 is a MOS transistor of N channel (Metal Oxide Semiconductor transistor), limited to Alternatively, an insulated gate bipolar transistor (IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor) or the like may be used.

図1の半導体装置200において、第1段のトランジスタ素子Trのゲート端子は、入力信号Vinの入力端子となっている。また、半導体装置200の出力信号VOutは、第4段のトランジスタ素子Trにおけるドレイン側の端子から取り出される。言い換えれば、半導体装置200の回路は、GND電位(0V)を基準とする入力信号Vinが電源電位(1000V)を基準とする出力信号VOutに変換されて取り出される、レベルシフト回路となっている。 In the semiconductor device 200 of FIG. 1, the gate terminal of the transistor elements Tr 1 of the first stage is an input terminal of the input signal V in. Further, the output signal V Out of the semiconductor device 200 is taken out from the drain-side terminal of the fourth-stage transistor element Tr 4 . In other words, the circuit of the semiconductor device 200 is a level shift circuit in which the input signal Vin based on the GND potential (0 V) is converted into an output signal V Out based on the power supply potential (1000 V) and extracted. Yes.

図1の半導体装置200におけるゲート−ソース間が短絡された短絡トランジスタ素子STR〜STRは、ダイオードとして機能させることができる。このため、半導体装置200では、GND電位と所定の電源電位Vssの間に順次直列接続された主ラインのトランジスタ素子Tr〜Trのゲート分圧回路が、同じくGND電位と電源電位Vssの間に順次直列接続された短絡トランジスタ素子(ダイオード)STR〜STRで構成されていることになる。従って、図1の半導体装置200では、図11や図12の半導体装置100,101のようにゲート分圧回路ラインに抵抗素子を使用していないため、ゲート分圧回路ラインには定常状態で(リーク)電流が流れず、これによって消費電力が増大することもない。また、短絡トランジスタ素子STR〜STRのチップに占める面積は、抵抗素子や容量素子に較べて小さく、これによってコストが増大することもない。 The short-circuit transistor elements STR 1 to STR 4 in which the gate and the source are short-circuited in the semiconductor device 200 of FIG. 1 can function as diodes. For this reason, in the semiconductor device 200, the gate voltage dividing circuit of the main-line transistor elements Tr 1 to Tr 4 sequentially connected in series between the GND potential and the predetermined power supply potential Vss is similarly connected between the GND potential and the power supply potential Vss. Are short-circuit transistor elements (diodes) STR 1 to STR 4 connected in series. Therefore, in the semiconductor device 200 of FIG. 1, since no resistive element is used for the gate voltage dividing circuit line unlike the semiconductor devices 100 and 101 of FIG. 11 and FIG. 12, the gate voltage dividing circuit line is in a steady state ( Leakage) current does not flow, and this does not increase power consumption. Further, the area occupied by the short-circuit transistor elements STR 1 to STR 4 in the chip is smaller than that of the resistance element and the capacitance element, and this does not increase the cost.

図1の半導体装置200においても、抵抗素子や容量素子をゲート分圧回路に用いた図11や図12の半導体装置100,101と同様に、第1段のトランジスタ素子Trのゲート端子に入力信号Vinを加えることで、4個の短絡トランジスタ素子STR〜STRを介して、第2段から第n段のトランジスタ素子Tr〜Trも同時に動作させることができる。また、半導体装置200では、GND電位と電源電位Vssの間の電圧が4個のトランジスタ素子により分割され、第1段から第4段の各トランジスタ素子が、それぞれの電圧範囲を分担している。従って、図10の高電圧IC91のように、GND電位と電源電位Vssの間の電圧を1個のトランジスタ素子Trで分担する場合に較べて、各トランジスタ素子Tr〜Trに要求される耐圧を低減することができる。 In the semiconductor device 200 of FIG. 1, a resistor, a capacitor, as in the semiconductor device 100, 101 in FIGS. 11 and 12 used for the gate voltage divider circuit, the input to the gate terminal of the transistor elements Tr 1 of the first stage by adding a signal V in, it is possible via the four shunt transistor element STR 1 ~STR 4, transistor elements Tr 2 to Tr 4 of the n-stage from the second stage is also simultaneously operated. In the semiconductor device 200, the voltage between the GND potential and the power supply potential Vss is divided by four transistor elements, and each transistor element in the first to fourth stages shares a voltage range. Therefore, as with the high voltage IC 91 in FIG. 10, the transistor elements Tr 1 to Tr 4 are required compared to the case where the voltage between the GND potential and the power supply potential Vss is shared by one transistor element Tr L. The breakdown voltage can be reduced.

主ラインの各段のトランジスタ素子でGND電位と所定電位の間を分割分担する半導体装置では、一般的に、主ラインを構成する各段のトランジスタ素子の耐圧と共に、ゲート分圧回路ラインを構成する各素子についても、同程度の耐圧が必要である。この点、図1の半導体装置200におけるゲート−ソース間を短絡した短絡トランジスタ素子(ダイオード)STR〜STRの耐圧は、ゲート−ソース間を短絡していない状態と同等、あるいはそれ以上の耐圧を持っている。従って、主ラインとゲート分圧回路ラインが基本的に同じトランジスタ素子Tr〜Tr,STR〜STRからなる半導体装置200は、例えばゲート分圧回路ラインに単純構造のダイオード素子を用いる半導体装置に較べて、耐圧設計が非常に容易なものとなる。 In a semiconductor device in which the GND potential and a predetermined potential are divided and shared by the transistor elements of each stage of the main line, generally, the gate voltage dividing circuit line is configured together with the breakdown voltage of the transistor elements of each stage configuring the main line. The same breakdown voltage is required for each element. In this respect, the breakdown voltage of the short-circuit transistor elements (diodes) STR 1 to STR 4 in which the gate and the source are short-circuited in the semiconductor device 200 of FIG. 1 is equal to or higher than that in the state where the gate and the source are not short-circuited. have. Accordingly, the semiconductor device 200 main lines and gate voltage divider circuit line consists essentially identical transistor elements Tr 1 ~Tr 4, STR 1 ~STR 4 uses a diode element of a simple structure for example, the gate voltage dividing circuit lines semiconductor Compared with the device, the withstand voltage design becomes very easy.

特に、図1の半導体装置200においては、トランジスタ素子Tr〜Trと短絡トランジスタ素子STR〜STRが、同じチャネル長さ方向の断面構造を有していることが好ましい。トランジスタ素子Tr〜Tr,STR〜STRの耐圧は、チャネル長さ方向の断面構造により決まる。このため、主ラインのトランジスタ素子Tr〜Trとゲート分圧回路ラインの短絡トランジスタ素子STR〜STRのチャネル長さ方向における断面構造を同じにすることで、耐圧設計が簡略化されると共に、両トランジスタ素子Tr〜Tr,STR〜STRの耐圧特性を正確に一致させることができる。また、各ライン内においても、それを構成する各トランジスタ素子Tr〜Tr,STR〜STRの耐圧が等しくなるため、GND電位と所定電位の間に挿入された各トランジスタ素子Tr〜Tr,STR〜STRの分担する電圧(耐圧)を均等にして、最小化することができる。また、図1の半導体装置200においては、主ラインのトランジスタ素子Tr〜Trとゲート分圧回路ラインの短絡トランジスタ素子STR〜STRの耐圧特性におけるずれが小さいため、GND電位と電源電位Vssの間の分圧比についても、より正確なものとすることができる。 In particular, in the semiconductor device 200 of FIG. 1, it is preferable that the transistor elements Tr 1 to Tr 4 and the short-circuit transistor elements STR 1 to STR 4 have the same cross-sectional structure in the channel length direction. The breakdown voltage of the transistor elements Tr 1 to Tr 4 and STR 1 to STR 4 is determined by the cross-sectional structure in the channel length direction. Therefore, when the sectional structure in the channel length direction of the short-circuit transistor element STR 1 ~STR 4 transistor elements Tr 1 to Tr 4 and the gate voltage dividing circuit line in the main line to the same breakdown voltage design is simplified At the same time, the withstand voltage characteristics of the two transistor elements Tr 1 to Tr 4 and STR 1 to STR 4 can be matched accurately. Moreover, even within each line, each transistor elements Tr 1 to Tr 4 constituting it, because the breakdown voltage of the STR 1 ~STR 4 are equal, GND potential and the transistor elements Tr 1 ~ inserted between the predetermined potential The voltage (breakdown voltage) shared by Tr 4 and STR 1 to STR 4 can be made uniform and minimized. Further, since the semiconductor device 200 of FIG. 1, a small shift in the breakdown voltage characteristic of the short-circuit transistor element STR 1 ~STR 4 transistor elements Tr 1 of the main line to Tr 4 and the gate voltage dividing circuit line, GND potential and the power supply potential The voltage division ratio between Vss can also be made more accurate.

また、チャネル長さ方向の断面構造が同じであれば、トランジスタ素子のチャネル長さ方向と直交する方向におけるゲート幅は、耐圧特性にほとんど影を及ぼさない。このため、図1の半導体装置200においては、主ラインのトランジスタ素子Tr〜Trとゲート分圧回路ラインの短絡トランジスタ素子STR〜STRのゲート幅を任意に設定することができる。例えば、図1の半導体装置200において、主ラインを構成する4個のトランジスタ素子Tr〜Trのゲート幅を、等しく設定することができる。 If the cross-sectional structures in the channel length direction are the same, the gate width in the direction orthogonal to the channel length direction of the transistor element hardly affects the breakdown voltage characteristics. For this reason, in the semiconductor device 200 of FIG. 1, the gate widths of the transistor elements Tr 1 to Tr 4 in the main line and the short circuit transistor elements STR 1 to STR 4 in the gate voltage dividing circuit line can be arbitrarily set. For example, in the semiconductor device 200 of FIG. 1, the gate widths of the four transistor elements Tr 1 to Tr 4 constituting the main line can be set equal.

一方、トランジスタ素子は寄生容量を持っており、この寄生容量の値は、トランジスタ素子のゲート幅に比例する。これを利用して、図1の半導体装置200においては、第(k−1)段(2≦k≦4)の短絡トランジスタ素子STR〜STRのゲート幅が、第(k−1)段より上にある各トランジスタ素子のゲート幅の和に、略等しく設定されていることが好ましい。例えば、主ラインを構成する4個のトランジスタ素子Tr〜Trのゲート幅を等しくwと設定した場合には、第3段の短絡トランジスタ素子STRのゲート幅をwと設定し、第2段の短絡トランジスタ素子STRのゲート幅を2wと設定し、第1段の短絡トランジスタ素子STRのゲート幅を3wと設定する。 On the other hand, the transistor element has a parasitic capacitance, and the value of the parasitic capacitance is proportional to the gate width of the transistor element. By using this, in the semiconductor device 200 of FIG. 1, the gate widths of the short-circuit transistor elements STR 1 to STR 3 in the (k−1) th stage (2 ≦ k ≦ 4) are the (k−1) th stage. It is preferable that the gate width of each transistor element located above is set to be approximately equal. For example, when the gate widths of the four transistor elements Tr 1 to Tr 4 constituting the main line are set equal to w, the gate width of the third-stage short-circuit transistor element STR 3 is set to w, and the second the gate width of the short-circuit transistor element STR 2 stages is set to 2w, the gate width of the short-circuit transistor element STR 1 of the first stage is set to 3w.

上記のようにゲート幅が設定された図1の半導体装置200においては、第(k−1)段(2≦k≦4)の短絡トランジスタ素子STR〜STRの寄生容量は、第(k−1)段より上にある各トランジスタ素子の寄生容量の和に、ほぼ等しくなっている。このため、上記半導体装置200においては、電源電位Vssの電源側から順に、主ラインにおける多段化されたトランジスタ素子Tr〜Trの寄生容量の影響を補正するようにして、ゲート分圧回路ラインにおける短絡トランジスタ素子STR〜STRの寄生容量が配置されることとなる。これによって、各段のトランジスタ素子Tr〜Tr,STR〜STRに電荷が溜まり難くなり、サージ電流の電荷を速やかにGNDへ逃がすことができると共に、多段化したことによるスイッチング速度の劣化を抑制することができる。尚、上記半導体装置200においては、電源電位Vssに最も近い最高段の第4段の短絡トランジスタ素子STRにおけるゲート幅は、サージに対する特性やスイッチング速度にほとんど影響を及ぼさない。このため、第4段の短絡トランジスタ素子STRのゲート幅は、第4段のトランジスタ素子Trのゲート幅に較べて、小さく設定することができる。 In the semiconductor device 200 of FIG. 1 in which the gate width is set as described above, the parasitic capacitance of the (k−1) -th (2 ≦ k ≦ 4) short-circuit transistor elements STR 3 to STR 1 is (k -1) It is almost equal to the sum of the parasitic capacitances of the transistor elements above the stage. Therefore, in the semiconductor device 200 includes, in order from the power source side of the power supply potential Vss, and so as to correct the influence of a staged parasitic capacitance of the transistor elements Tr 4 to Tr 2 in the main line, the gate voltage dividing circuit line The parasitic capacitances of the short-circuit transistor elements STR 3 to STR 1 in FIG. Thus, the transistor elements Tr 1 to Tr 4 of each stage, STR 1 becomes ~STR 4 hardly charges accumulate, the charges of the surge current can be released to quickly GND, the deterioration of the switching speed due to the multistage Can be suppressed. In the semiconductor device 200, the gate width of the fourth-stage short-circuit transistor element STR 1 at the highest stage closest to the power supply potential Vss hardly affects the characteristics against the surge and the switching speed. For this reason, the gate width of the fourth-stage short-circuit transistor element STR 1 can be set smaller than the gate width of the fourth-stage transistor element Tr 4 .

主ラインとゲート分圧回路ラインが基本的に同じトランジスタ素子Tr〜Tr,STR〜STRからなる半導体装置200は、例えばゲート分圧回路ラインに単純構造のダイオード素子を用いる半導体装置に較べて、製造工程も非常に単純なものとなる。半導体装置200の製造工程は、同時形成できるトランジスタ素子Tr〜Tr,STR〜STRの製造工程のみで構成することができ、工程数が少なく工程管理が容易で、半導体装置200を安価に製造することができる。 The semiconductor device 200 mainly lines and gate voltage divider circuit line consists essentially identical transistor elements Tr 1 ~Tr 4, STR 1 ~STR 4 is a semiconductor device using a diode element of a simple structure for example, the gate voltage dividing circuit line In comparison, the manufacturing process is also very simple. Manufacturing process of the semiconductor device 200 may be configured only in the process of manufacturing the transistor elements Tr 1 ~Tr 4, STR 1 ~STR 4 which can be simultaneously formed, is easy to the number of steps is small process control, low cost semiconductor device 200 Can be manufactured.

尚、図1の半導体装置200にサージが印加された場合には、抵抗素子や容量素子をゲート分圧回路に用いた図11や図12の半導体装置100,101と同様に、ゲート分圧回路ラインの第1段から第4段の各短絡トランジスタ素子STR〜STRを介して、サージ電流の電荷を速やかにGNDへ逃がすことができる。このため、主ラインの特定のトランジスタ素子Tr〜Trにおいて、サージによる高電圧が印加されることもない。従って、サージが印加された場合のトランジスタ素子Tr〜Trのブレークダウンによる回路破壊も抑制することができる。 When a surge is applied to the semiconductor device 200 of FIG. 1, the gate voltage dividing circuit is similar to the semiconductor devices 100 and 101 of FIG. 11 and FIG. through the first stage from the fourth stage the shorting transistor element STR 1 ~STR 4 of the line, immediately the charge of the surge current can escape to the GND. For this reason, a high voltage due to a surge is not applied to the specific transistor elements Tr 1 to Tr 4 in the main line. Accordingly, circuit breakdown due to breakdown of the transistor elements Tr 1 to Tr 4 when a surge is applied can be suppressed.

以上のようにして、図1の半導体装置200は、互いに絶縁分離されたn個(n≧2)のトランジスタ素子が順次直列接続されてなる半導体装置であって、全体として必要とされる高い耐圧を確保することができ、消費電力が小さく、小型で安価な半導体装置とすることができる。   As described above, the semiconductor device 200 of FIG. 1 is a semiconductor device in which n (n ≧ 2) transistor elements that are insulated from each other are sequentially connected in series, and has a high breakdown voltage required as a whole. Thus, a small and inexpensive semiconductor device with low power consumption can be obtained.

次に、上述した半導体装置200の効果について、シミュレーションによる特性確認結果を説明する。尚、以下に示す半導体装置200のシミュレーションにおいては、主ラインのトランジスタ素子Tr〜Trは、全て同じチャネル長さ方向の断面構造を有しており、チャネル幅wを全て等しい90μmとしている。また、ゲート分圧回路ラインの短絡トランジスタ素子STR〜STRについては、全てトランジスタ素子Tr〜Trと同じチャネル長さ方向の断面構造を有しており、前述したように多段化されたトランジスタ素子Tr〜Trの寄生容量の影響を補正するため、各STR〜STRのチャネル幅wを360μm,180μm,90μm,10μmとしている。 Next, a description will be given of the result of confirming the characteristics by simulation for the effect of the semiconductor device 200 described above. In the simulation of the semiconductor device 200 shown below, the transistor elements Tr 1 to Tr 4 in the main line all have the same cross-sectional structure in the channel length direction, and the channel widths w are all equal to 90 μm. The short-circuit transistor elements STR 1 to STR 4 in the gate voltage dividing circuit line all have the same cross-sectional structure in the channel length direction as the transistor elements Tr 1 to Tr 4, and are multistaged as described above. In order to correct the influence of the parasitic capacitances of the transistor elements Tr 4 to Tr 2 , the channel width w of each of the STR 1 to STR 4 is set to 360 μm, 180 μm, 90 μm, and 10 μm.

図2は、図1の半導体装置200におけるパルス信号入力に対する応答特性(スイッチング波形)のシミュレーション結果で、パルス入力に対する出力抵抗Routの両端における電圧波形を示す図である。図2に示すように、半導体装置200では、立ち上りおよび立ち下り共に良好な矩形波が出力抵抗端子で観測され、主ラインの直列接続されたトランジスタ素子Tr〜Trが、正常に動作することが確認できた。 Figure 2 is a simulation result of the response characteristic (switching waveform) with respect to the pulse signal input in the semiconductor device 200 of FIG. 1 is a diagram showing the voltage waveforms at both ends of the output resistor R out to the pulse input. As shown in FIG. 2, in the semiconductor device 200, a good rectangular wave is observed at the output resistance terminal for both rising and falling, and the transistor elements Tr 1 to Tr 4 connected in series on the main line operate normally. Was confirmed.

図3は、図1の半導体装置200におけるdV/dtサージ印加時の応答特性(dV/dt応答波形)のシミュレーション結果である。図3(a)は、シミュレーションに用いた等価回路図であり、図3(b)は、dV/dtサージ印加時の各トランジスタ素子Tr〜Trのソース・ドレイン間における電圧波形を示す図である。 FIG. 3 is a simulation result of response characteristics (dV / dt response waveform) when a dV / dt surge is applied in the semiconductor device 200 of FIG. FIG. 3A is an equivalent circuit diagram used in the simulation, and FIG. 3B is a diagram showing a voltage waveform between the source and drain of each of the transistor elements Tr 1 to Tr 4 when a dV / dt surge is applied. It is.

図3(a)の等価回路図200aに示すように、dV/dtサージ印加時の応答特性のシミュレーションにおいては、図1の半導体装置200における第1段トランジスタ素子Trのゲート端子をGNDに短絡し、電源側に1000Vのサージ電圧を印加してシミュレーションを行っている。図3(b)に示すように、半導体装置200では、サージ電圧が主ラインの直列接続された各トランジスタ素子Tr〜Trに均等に分配されることが確認できた。尚、サージ電圧の各トランジスタ素子Tr〜Trへの均等分配は、定常状態だけでなく立ち上り時においても確保されていることがわかる。 As shown in the equivalent circuit diagram 200a of FIG. 3 (a), dV / in dt simulation of the response characteristics when a surge is applied, shorting the gate terminal of the first stage transistor element Tr 1 in the semiconductor device 200 of FIG. 1 to GND The simulation is performed by applying a surge voltage of 1000 V to the power supply side. As shown in FIG. 3B, in the semiconductor device 200, it was confirmed that the surge voltage was evenly distributed to the transistor elements Tr 1 to Tr 4 connected in series on the main line. It can be seen that the equal distribution of the surge voltage to the transistor elements Tr 1 to Tr 4 is ensured not only in the steady state but also at the rising time.

図4は、図1に示す半導体装置200の具体的な構造例で、高電圧IC210のレベルシフト回路に適用された半導体装置200において、主ラインを構成する直列接続されたトランジスタ素子Tr〜Tr(n≧2)のチャネル長さ方向の断面構造を示す図である。 FIG. 4 is a specific structural example of the semiconductor device 200 shown in FIG. 1, and in the semiconductor device 200 applied to the level shift circuit of the high voltage IC 210, the transistor elements Tr 1 to Tr connected in series constituting the main line. It is a figure which shows the cross-section of the channel length direction of n (n> = 2).

図4に示す半導体装置200のトランジスタ素子Tr〜Trは、SOI構造半導体基板の使用に好適なNチャネルの横型MOSトランジスタ素子(LDMOS、Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor)である。図4の半導体装置200では、トランジスタ素子(LDMOS)Tr〜Trが、埋め込み酸化膜3を有するSOI構造半導体基板11のSOI層1に形成され、埋め込み酸化膜3に達する絶縁分離トレンチ4により、互いに絶縁分離されている。尚、ゲート分圧回路ラインを構成する直列接続された短絡トランジスタ素子STR〜STR(n≧2)についても、同じチャネル長さ方向の断面構造で、同じSOI構造半導体基板11のSOI層1に形成することができる。 The transistor elements Tr 1 to Tr n of the semiconductor device 200 shown in FIG. 4 are N-channel lateral MOS transistor elements (LDMOS, Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor) suitable for use with an SOI structure semiconductor substrate. In the semiconductor device 200 of FIG. 4, transistor elements (LDMOS) Tr 1 to Tr n are formed in the SOI layer 1 of the SOI structure semiconductor substrate 11 having the buried oxide film 3, and the insulating isolation trench 4 reaching the buried oxide film 3. Are isolated from each other. Note that the serially connected short-circuit transistor elements STR 1 to STR n (n ≧ 2) constituting the gate voltage dividing circuit line also have the same channel length direction cross-sectional structure and the SOI layer 1 of the same SOI structure semiconductor substrate 11. Can be formed.

図5は、本発明における別の半導体装置の例で、半導体装置201に関する回路図である。尚、図5の半導体装置201において、図1の半導体装置200と同様の部分については、同じ符号を付した。   FIG. 5 is a circuit diagram of the semiconductor device 201 as another example of the semiconductor device according to the present invention. In the semiconductor device 201 of FIG. 5, the same reference numerals are given to the same parts as those of the semiconductor device 200 of FIG.

図5に示す半導体装置201は、図1に示す半導体装置200における4個の短絡トランジスタ素子STR〜STRのそれぞれに対して、容量素子C〜Cが並列接続された構成となっている。すなわち、図5の半導体装置201は、ゲート分圧回路ラインの各段に、並列接続された短絡トランジスタ素子と容量素子が用いられる構成となっている。この場合にも、図1の半導体装置200で説明したように、ゲート分圧回路ラインに抵抗素子を使用していないため、ゲート分圧回路ラインには定常状態で(リーク)電流が流れず、低消費電力の半導体装置とすることができる。 The semiconductor device shown in FIG. 5 201, for each of the four short in the semiconductor device 200 transistor device STR 1 ~STR 4 shown in FIG. 1, a capacitor C 1 -C 4 becomes parallel connected to each Yes. That is, the semiconductor device 201 of FIG. 5 has a configuration in which a short-circuit transistor element and a capacitor element connected in parallel are used in each stage of the gate voltage dividing circuit line. Also in this case, as described in the semiconductor device 200 of FIG. 1, since no resistance element is used for the gate voltage dividing circuit line, no (leakage) current flows in the gate voltage dividing circuit line in a steady state. A semiconductor device with low power consumption can be obtained.

また、図5の半導体装置201においては、短絡トランジスタ素子STR〜STRのそれぞれに対して並列接続される容量素子C〜Cによって、主ラインにおける多段化されたトランジスタ素子Tr〜Trの寄生容量の影響を補正することができる。このため、半導体装置201においては、n個(n≧2)のトランジスタ素子と短絡トランジスタ素子におけるチャネル長さ方向の断面構造とゲート幅を全て等しく設定することができる。しかしながらこれに限らず、n個のトランジスタ素子と短絡トランジスタ素子が、異なる断面構造やゲート幅を持っていてもよい。 In the semiconductor device 201 of FIG. 5, the shunt transistor element STR 1 by the capacitor C 1 -C 4 are connected in parallel to the respective ~STR 4, a staged transistor element Tr 1 to Tr in the main line The influence of the parasitic capacitance of 4 can be corrected. For this reason, in the semiconductor device 201, the cross-sectional structure in the channel length direction and the gate width in the n (n ≧ 2) transistor elements and the short-circuit transistor elements can all be set equal. However, the present invention is not limited to this, and the n transistor elements and the short-circuit transistor elements may have different cross-sectional structures and gate widths.

以上のようにして、図5の半導体装置201も、互いに絶縁分離されたn個(n≧2)のトランジスタ素子が順次直列接続されてなる半導体装置であって、全体として必要とされる高い耐圧を確保することができ、消費電力が小さく、小型で安価な半導体装置とすることができる。   As described above, the semiconductor device 201 in FIG. 5 is also a semiconductor device in which n (n ≧ 2) transistor elements that are insulated from each other are sequentially connected in series, and has a high breakdown voltage required as a whole. Thus, a small and inexpensive semiconductor device with low power consumption can be obtained.

図6は、図5の半導体装置201におけるパルス信号入力に対する応答特性(スイッチング波形)のシミュレーション結果で、パルス入力に対する出力抵抗Routの両端における電圧波形を示す図である。また、図7は、図5の半導体装置201におけるdV/dtサージ印加時の応答特性(dV/dt応答波形)のシミュレーション結果で、dV/dtサージ印加時の各トランジスタ素子Tr〜Trのドレイン電位波形を示す図である。尚、図6と図7のシミュレーションにおいては、図5の半導体装置201におけるトランジスタ素子Tr〜Trと短絡トランジスタ素子STR〜STRについて、全て同じチャネル長さ方向の断面構造を有しており、チャネル幅wを全て等しい100μmとしている。また、容量素子C〜Cは、全て全て等しい1pFの容量値としている。また、図7のdV/dtサージ印加時の応答特性のシミュレーションにおいては、図3(a)に示す半導体装置200の等価回路図200aと同様に、半導体装置201における第1段トランジスタ素子Trのゲート端子をGNDに短絡し、電源側に1000Vのサージ電圧を印加してシミュレーションを行っている。 Figure 6 is a simulation result of the response characteristic (switching waveform) with respect to the pulse signal input in the semiconductor device 201 of FIG. 5 is a diagram showing the voltage waveforms at both ends of the output resistor R out to the pulse input. FIG. 7 is a simulation result of response characteristics (dV / dt response waveform) when a dV / dt surge is applied in the semiconductor device 201 of FIG. 5, and each of the transistor elements Tr 1 to Tr 4 when a dV / dt surge is applied. It is a figure which shows a drain electric potential waveform. In the simulation of FIG. 6 and FIG. 7, the transistor elements Tr 1 to Tr 4 and the short-circuit transistor element STR 1 ~STR 4 in the semiconductor device 201 of FIG. 5, and all have the same channel length direction of the sectional structure The channel widths w are all equal to 100 μm. The capacitive elements C 1 to C 4 all have the same capacitance value of 1 pF. Further, in the simulation of the response characteristics when the dV / dt surge is applied in FIG. 7, the first stage transistor element Tr 1 of the semiconductor device 201 is similar to the equivalent circuit diagram 200a of the semiconductor device 200 shown in FIG. The simulation is performed by short-circuiting the gate terminal to GND and applying a surge voltage of 1000 V to the power supply side.

図6に示すように、半導体装置201においても、立ち上りおよび立ち下り共に良好な矩形波が出力抵抗端子で観測され、主ラインの直列接続されたトランジスタ素子Tr〜Trが、正常に動作することが確認できた。また、図7に示すように、半導体装置201においても、サージ電圧が主ラインの直列接続された各トランジスタ素子Tr〜Trに均等に分配されることが確認できた。 As shown in FIG. 6, also in the semiconductor device 201, a rectangular wave with good rising and falling edges is observed at the output resistance terminal, and the transistor elements Tr 1 to Tr 4 connected in series on the main line operate normally. I was able to confirm. Further, as shown in FIG. 7, it was confirmed that the surge voltage was evenly distributed to the transistor elements Tr 1 to Tr 4 connected in series in the main line also in the semiconductor device 201.

図5の半導体装置201についても、半導体装置200と同様に図4に示すようにトランジスタ素子Tr〜Trと短絡トランジスタ素子STR〜STRをSOI構造半導体基板11のSOI層1に形成することができる。SOI構造半導体基板を用いて図5の半導体装置201を形成する場合、容量素子C〜Cもトランジスタ素子Tr〜Trや短絡トランジスタ素子STR〜STRと同じSOI構造半導体基板に形成することができる。 Also in the semiconductor device 201 of FIG. 5, the transistor elements Tr 1 to Tr n and the short-circuit transistor elements STR 1 to STR n are formed in the SOI layer 1 of the SOI structure semiconductor substrate 11 as shown in FIG. be able to. When the semiconductor device 201 of FIG. 5 is formed using the SOI structure semiconductor substrate, the capacitor elements C 1 to C 4 are also formed on the same SOI structure semiconductor substrate as the transistor elements Tr 1 to Tr n and the short-circuit transistor elements STR 1 to STR n. can do.

図8(a),(b)は、SOI構造半導体基板を用いた場合の容量素子の形成例で、それぞれ、容量素子Ca,Cbを部分的な断面で示した斜視図である。尚、図8(a),(b)の容量素子Ca,Cbが形成されているSOI構造半導体基板11は、図4に示すSOI構造半導体基板11と同じものであり、同じ符号を付している。   FIGS. 8A and 8B are examples of forming capacitive elements when an SOI structure semiconductor substrate is used, and are perspective views showing the capacitive elements Ca and Cb in partial cross sections, respectively. Note that the SOI structure semiconductor substrate 11 on which the capacitive elements Ca and Cb of FIGS. 8A and 8B are formed is the same as the SOI structure semiconductor substrate 11 shown in FIG. Yes.

図8(a)に示す容量素子Caは、絶縁分離トレンチ4を誘電体層とし、絶縁分離トレンチ4を挟んで両側に形成されたSOI層1を電極接続層としている。この絶縁分離トレンチ4を用いた容量素子Caは、400V以上の高い耐圧を確保することができると共に、基板11の深さ方向に容量素子Caが形成されるため、チップに対する占有面積を小さくすることができる。   In the capacitive element Ca shown in FIG. 8A, the insulating isolation trench 4 is a dielectric layer, and the SOI layers 1 formed on both sides of the insulating isolation trench 4 are electrode connection layers. The capacitive element Ca using the insulating isolation trench 4 can ensure a high breakdown voltage of 400 V or more, and the capacitive element Ca is formed in the depth direction of the substrate 11, so that the area occupied by the chip is reduced. Can do.

図8(b)に示す容量素子Cbは、SOI層1上に形成されLOCOS等の酸化膜2を誘電体層とし、酸化膜2を挟んで、酸化膜2上に形成された導電性を有するポリシリコン5を一方の電極とし、酸化膜2下のSOI層1をもう一方の電極接続層としている。この容量素子Cbは、図8(a)の絶縁分離トレンチ4を用いた容量素子Caに較べて、面積効率は劣るものの、トレンチエッジの酸化膜のくびれといった問題がないため、より信頼性の高い容量素子とすることができる。   The capacitive element Cb shown in FIG. 8B has conductivity formed on the oxide film 2 with the oxide film 2 such as LOCOS formed on the SOI layer 1 as a dielectric layer and the oxide film 2 interposed therebetween. Polysilicon 5 is used as one electrode, and SOI layer 1 under oxide film 2 is used as the other electrode connection layer. The capacitive element Cb is less reliable than the capacitive element Ca using the insulating isolation trench 4 in FIG. 8A, but is more reliable because it has no problem of narrowing of the oxide film at the trench edge. A capacitive element can be used.

以上に示した半導体装置200,201は、図9(b)に示すような、GND基準ゲート駆動回路、浮遊基準ゲート駆動回路、制御回路、レベルシフト回路で構成されるインバータ駆動用の高電圧ICにおいて、レベルシフト回路に用いる半導体装置に好適である。図1および図5に示す半導体装置200,201を用いた高電圧ICは、全体として必要とされる高い耐圧を確保することができ、消費電力が小さく、小型で安価な半導体装置であって、車載モータのインバータ駆動用や車載エアコンのインバータ駆動用に好適なの高電圧ICとすることができる。しかしながら、本発明の不導体装置の適用対象はこれに限らず、民生・産業用モータ制御分野にも適用することができる。   The semiconductor devices 200 and 201 described above include a high voltage IC for driving an inverter, which includes a GND reference gate drive circuit, a floating reference gate drive circuit, a control circuit, and a level shift circuit as shown in FIG. 9B. Are suitable for semiconductor devices used in level shift circuits. A high voltage IC using the semiconductor devices 200 and 201 shown in FIG. 1 and FIG. 5 can ensure a high breakdown voltage required as a whole, has low power consumption, is a small and inexpensive semiconductor device, A high voltage IC suitable for driving an inverter of an in-vehicle motor or an inverter of an in-vehicle air conditioner can be obtained. However, the application target of the non-conductor device of the present invention is not limited to this, and can also be applied to the field of consumer / industrial motor control.

本発明の半導体装置の一例で、半導体装置200に関する回路図である。3 is a circuit diagram of a semiconductor device 200 as an example of the semiconductor device of the present invention. FIG. 半導体装置200におけるパルス信号入力に対する応答特性のシミュレーション結果で、パルス入力に対する出力抵抗Routの両端における電圧波形を示す図である。It is a simulation result of response characteristics to a pulse signal input in the semiconductor device 200, and is a diagram illustrating a voltage waveform at both ends of an output resistance Rout with respect to the pulse input. 半導体装置200におけるdV/dtサージ印加時の応答特性のシミュレーション結果で、(a)は、シミュレーションに用いた等価回路図であり、(b)はdV/dtサージ印加時の各トランジスタ素子Tr〜Trのソース・ドレイン間における電圧波形を示す図である。In the simulation result of the response characteristics at the time of dV / dt surge applied in the semiconductor device 200, (a) is an equivalent circuit diagram used in the simulation, (b) each of the transistor elements Tr 1 ~ at dV / dt surge applied is a diagram illustrating voltage waveforms between the source and the drain of tr 4. 半導体装置200の具体的な構造例で、高電圧IC210のレベルシフト回路に適用された半導体装置200において、主ラインを構成する直列接続されたトランジスタ素子Tr〜Tr(n≧2)のチャネル長さ方向の断面構造を示す図である。In a specific structural example of the semiconductor device 200, in the semiconductor device 200 applied to the level shift circuit of the high voltage IC 210, the channels of the transistor elements Tr 1 to Tr n (n ≧ 2) connected in series constituting the main line It is a figure which shows the cross-section of a length direction. 本発明における別の半導体装置の例で、半導体装置201に関する回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a semiconductor device 201 as another example of the semiconductor device according to the present invention. 半導体装置201におけるパルス信号入力に対する応答特性のシミュレーション結果で、パルス入力に対する出力抵抗Routの両端における電圧波形を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a voltage waveform at both ends of an output resistance Rout for a pulse input as a result of a simulation of response characteristics for a pulse signal input in the semiconductor device 201. 半導体装置201におけるdV/dtサージ印加時の応答特性のシミュレーション結果で、dV/dtサージ印加時の各トランジスタ素子Tr〜Trのドレイン電位波形を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing simulation results of response characteristics when a dV / dt surge is applied in the semiconductor device 201, and shows drain potential waveforms of the transistor elements Tr 1 to Tr 4 when a dV / dt surge is applied. (a),(b)は、SOI構造半導体基板を用いた場合の容量素子の形成例で、それぞれ、容量素子Ca,Cbを部分的な断面で示した斜視図である。(A), (b) is the formation example of the capacitive element at the time of using an SOI structure semiconductor substrate, and is the perspective view which each showed capacitive element Ca and Cb in the partial cross section. (a)は、特許文献1に開示されている、モータ制御用インバータのパワー部分を中心とした回路構成図である。(b)は、(a)で用いられる高電圧IC(HVIC)の内部構成ユニットのブロック図である。(A) is a circuit block diagram centering on the power part of the inverter for motor control currently disclosed by patent document 1. FIG. (B) is a block diagram of an internal configuration unit of a high voltage IC (HVIC) used in (a). SOI基板とトレンチ分離を用いた、従来の高電圧IC91の模式的な断面図である。It is a typical sectional view of conventional high voltage IC91 using SOI substrate and trench isolation. 新規な半導体装置100の基本的な回路図である。1 is a basic circuit diagram of a novel semiconductor device 100. FIG. 別の半導体装置の基本構成を示す模式図で、半導体装置101の回路図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a basic configuration of another semiconductor device, and is a circuit diagram of the semiconductor device 101.

符号の説明Explanation of symbols

100,101,200,201 半導体装置
Tr〜Tr,Tr トランジスタ素子
STR〜STR 短絡トランジスタ素子
in 入力抵抗
out 出力抵抗
C2,C〜C,Ca,Cb 容量素子
Vss 電源電位
10,11 SOI基板
1 SOI層
2 酸化膜
3 埋め込み酸化膜
4 絶縁分離トレンチ
5 ポリシリコン
90,91 高電圧IC
100,101,200,201 semiconductor device Tr 1 ~Tr 4, Tr n transistor elements STR 1 ~STR 4 shorting transistor element R in the input resistance R out output resistance C2, C 1 ~C 4, Ca , Cb capacitive element Vss power supply Potential 10, 11 SOI substrate 1 SOI layer 2 Oxide film 3 Buried oxide film 4 Insulation isolation trench 5 Polysilicon 90, 91 High voltage IC

Claims (14)

互いに絶縁分離されたn個(n≧2)のトランジスタ素子が、グランド(GND)電位と所定電位との間で、GND電位側を第1段、所定電位側を第n段として、順次直列接続されてなり、
前記第1段トランジスタ素子におけるゲート端子を入力端子とし、
前記GND電位と所定電位の間に順次直列接続されたトランジスタ素子のゲート分圧回路として、抵抗素子を使用することなく、
ゲート−ソース間が短絡されたn個の短絡トランジスタ素子が、前記GND電位と前記所定電位との間で、GND電位側を第1段、所定電位側を第n段として、順次直列接続され、
前記第1段トランジスタ素子を除いた各段のトランジスタ素子におけるゲート端子が、前記直列接続された各段の短絡トランジスタ素子の間に、それぞれ、順次接続されてなり、
前記第n段トランジスタ素子における前記所定電位側の端子から、出力が取り出されてなることを特徴とする半導体装置。
N (n ≧ 2) transistor elements that are isolated from each other are sequentially connected in series between the ground (GND) potential and a predetermined potential, with the GND potential side as the first stage and the predetermined potential side as the nth stage. Being
The gate terminal in the first stage transistor element is an input terminal,
Without using a resistive element as a gate voltage dividing circuit of transistor elements sequentially connected in series between the GND potential and a predetermined potential,
N short-circuit transistor elements whose gates and sources are short-circuited are sequentially connected in series between the GND potential and the predetermined potential, with the GND potential side as the first stage and the predetermined potential side as the nth stage,
The gate terminals of the transistor elements of each stage excluding the first stage transistor element are sequentially connected between the short-circuit transistor elements of each stage connected in series,
A semiconductor device, wherein an output is taken out from a terminal on the predetermined potential side in the n-th transistor element.
前記トランジスタ素子と前記短絡トランジスタ素子が、同じチャネル長さ方向の断面構造を有してなることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the transistor element and the short-circuit transistor element have the same cross-sectional structure in the channel length direction. 前記n個のトランジスタ素子のゲート幅が、等しく設定されてなることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 2, wherein gate widths of the n transistor elements are set to be equal. 前記第(k−1)段(2≦k≦n)の短絡トランジスタ素子のゲート幅が、前記第(k−1)段より上にある各トランジスタ素子のゲート幅の和に、しく設定されてなることを特徴とする請求項2または3に記載の半導体装置。 The gate width of the first (k-1) shorting transistor of the stage (2 ≦ k ≦ n) is the sum of the gate width of each transistor device is above the first (k-1) stage, it is equally set correctly The semiconductor device according to claim 2 or 3, wherein 前記第n段の短絡トランジスタ素子のゲート幅が、前記第n段のトランジスタ素子のゲート幅に較べて、小さく設定されてなることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の半導体装置。   5. The gate width of the nth stage short-circuit transistor element is set to be smaller than a gate width of the nth stage transistor element. 6. Semiconductor device. 前記n個のトランジスタ素子と前記n個の短絡トランジスタ素子のゲート幅が、等しく設定されてなり、
前記n個の短絡トランジスタ素子のそれぞれに対して、容量素子が並列接続されてなることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
The gate widths of the n transistor elements and the n short-circuit transistor elements are set to be equal,
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein a capacitance element is connected in parallel to each of the n short-circuit transistor elements.
互いに絶縁分離されたn個(n≧2)のトランジスタ素子が、グランド(GND)電位と所定電位との間で、GND電位側を第1段、所定電位側を第n段として、順次直列接続されてなり、
前記第1段トランジスタ素子におけるゲート端子を入力端子とし、
前記GND電位と所定電位の間に順次直列接続されたトランジスタ素子のゲート分圧回路として、抵抗素子を使用することなく、
ゲート−ソース間が短絡されたn個の短絡トランジスタ素子が、前記GND電位と前記所定電位との間で、GND電位側を第1段、所定電位側を第n段として、順次直列接続され、
前記第1段トランジスタ素子を除いた各段のトランジスタ素子におけるゲート端子が、前記直列接続された各段の短絡トランジスタ素子の間に、それぞれ、順次接続され、
前記n個の短絡トランジスタ素子のそれぞれに対して、容量素子が並列接続されてなり、
前記第n段トランジスタ素子における前記所定電位側の端子から、出力が取り出されてなることを特徴とする半導体装置。
N (n ≧ 2) transistor elements that are isolated from each other are sequentially connected in series between the ground (GND) potential and a predetermined potential, with the GND potential side as the first stage and the predetermined potential side as the nth stage. Being
The gate terminal in the first stage transistor element is an input terminal,
Without using a resistive element as a gate voltage dividing circuit of transistor elements sequentially connected in series between the GND potential and a predetermined potential,
N short-circuit transistor elements whose gates and sources are short-circuited are sequentially connected in series between the GND potential and the predetermined potential, with the GND potential side as the first stage and the predetermined potential side as the nth stage,
The gate terminals of the transistor elements of each stage excluding the first stage transistor element are sequentially connected between the short-circuit transistor elements of each stage connected in series,
Capacitance elements are connected in parallel to each of the n short-circuit transistor elements,
A semiconductor device, wherein an output is taken out from a terminal on the predetermined potential side in the n-th transistor element.
前記トランジスタ素子および短絡トランジスタ素子が、横型MOSトランジスタ素子であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置。   8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the transistor element and the short-circuit transistor element are lateral MOS transistor elements. 前記トランジスタ素子および短絡トランジスタ素子が、埋め込み酸化膜を有するSOI構造半導体基板のSOI層に形成され、
前記埋め込み酸化膜に達する絶縁分離トレンチにより、互いに絶縁分離されてなることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の半導体装置。
The transistor element and the short-circuit transistor element are formed in an SOI layer of an SOI structure semiconductor substrate having a buried oxide film;
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor devices are isolated from each other by an insulating isolation trench reaching the buried oxide film. 10.
前記容量素子が、前記絶縁分離トレンチを誘電体層とし、当該絶縁分離トレンチを挟んで両側に形成されたSOI層を電極接続層とすることを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。   10. The semiconductor device according to claim 9, wherein the capacitive element uses the insulating isolation trench as a dielectric layer, and uses SOI layers formed on both sides of the insulating isolation trench as electrode connection layers. 前記容量素子が、前記SOI層上に形成された酸化膜を誘電体層とし、当該酸化膜を挟んで、酸化膜上に形成された導電性を有するポリシリコンを一方の電極とし、酸化膜下のSOI層をもう一方の電極接続層とすることを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。   The capacitor element includes an oxide film formed on the SOI layer as a dielectric layer, and conductive polysilicon formed on the oxide film with the oxide film interposed therebetween as one electrode, The semiconductor device according to claim 9, wherein the SOI layer is used as the other electrode connection layer. 前記半導体装置が、
GND電位を基準とするGND基準ゲート駆動回路、浮遊電位を基準とする浮遊基準ゲート駆動回路、前記GND基準ゲート駆動回路と前記浮遊基準ゲート駆動回路を制御するための制御回路、および前記制御回路と前記浮遊基準ゲート駆動回路の間に介在し、前記制御回路の入出力信号をGND電位と浮遊電位の間でレベルシフトさせるレベルシフト回路で構成されるインバータ駆動用の高電圧ICにおいて、
前記所定電位を浮遊電位として、
前記レベルシフト回路に適用されてなることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の半導体装置。
The semiconductor device is
A GND reference gate drive circuit based on a GND potential, a floating reference gate drive circuit based on a floating potential, a control circuit for controlling the GND reference gate drive circuit and the floating reference gate drive circuit, and the control circuit; In a high voltage IC for driving an inverter, which is interposed between the floating reference gate driving circuit and configured by a level shift circuit for level shifting an input / output signal of the control circuit between a GND potential and a floating potential.
The predetermined potential as a floating potential,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is applied to the level shift circuit.
前記高電圧ICが、車載モータのインバータ駆動用の高電圧ICであることを特徴とする請求項12に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 12, wherein the high voltage IC is a high voltage IC for driving an inverter of an in-vehicle motor. 前記高電圧ICが、車載エアコンのインバータ駆動用の高電圧ICであることを特徴とする請求項12に記載の半導体装置。   13. The semiconductor device according to claim 12, wherein the high voltage IC is a high voltage IC for driving an inverter of an in-vehicle air conditioner.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4967498B2 (en) * 2006-07-25 2012-07-04 株式会社デンソー Semiconductor device
US8610470B2 (en) 2008-12-10 2013-12-17 Seiko Epson Corporation Inverter circuit
JP2010141496A (en) * 2008-12-10 2010-06-24 Seiko Epson Corp Semiconductor integrated circuit, driving method of semiconductor integrated circuit, electronic device, and driving method of electronic device
CH700419A2 (en) 2009-02-05 2010-08-13 Eth Zuerich Jfet series circuit.
JP5724934B2 (en) * 2011-07-05 2015-05-27 株式会社デンソー Semiconductor device
JP2014075499A (en) * 2012-10-05 2014-04-24 Panasonic Corp Semiconductor device and semiconductor relay using the same
JP6343047B2 (en) * 2017-02-10 2018-06-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57113262A (en) * 1980-12-30 1982-07-14 Seiko Epson Corp Voltage dividing system for semiconductor integrated circuit
JP2744736B2 (en) * 1992-06-29 1998-04-28 三菱電機株式会社 High voltage switch
JP3304636B2 (en) * 1994-09-01 2002-07-22 オリジン電気株式会社 High voltage switch circuit
JP4298012B2 (en) * 1998-08-05 2009-07-15 株式会社エヌエフ回路設計ブロック High voltage amplifier
JP4206543B2 (en) * 1999-02-02 2009-01-14 株式会社デンソー Semiconductor device
JP4593066B2 (en) * 2001-10-26 2010-12-08 株式会社デンソー Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3761163B2 (en) * 2002-03-28 2006-03-29 オリジン電気株式会社 Series circuit of semiconductor switch with control pole

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