JP5994648B2 - ノイズ検出装置 - Google Patents
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Description
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体基板の内部領域を伝播するノイズ信号のレベルを正確に測定することができるノイズ検出装置を提供することである。
以下、本発明の第1の実施形態におけるノイズ検出装置について、図1から図6を参照して説明する。
図1において、ノイズ検出装置1は、モニター部2、定電流供給回路3、低域通過フィルタ回路部4及び比較回路5を備える。
モニター部2は、ノイズ信号Vaを検知するもので、半導体基板8の内部領域8a(図3参照)と整流素子2bとの間に形成されるカップリング容量2aと、カップリング容量2aに共通接続点P1で接続される整流素子2bとを備えている。整流素子2bは、カソード側がアース2cに接続されている。
半導体基板8は、p型不純物が低濃度にドープされており、第1のn型半導体領域9の下側に位置し素子が形成されていない領域を内部領域8aとしている。第1のn型半導体領域9は内部領域8aとの間でpn接合を形成している。このpn接合には使用時に逆バイアスが印加されて素子間分離される。このとき、pn接合部には空乏層16が形成されている。この場合、不純物濃度は、第1のn型半導体領域9より半導体基板8の方が低いため、空乏層16は主として半導体基板8側に延びている。ここで、空乏層16は、キャリアが存在しない領域であり、従ってこの領域は電気的には絶縁領域として機能する。これによって、当該空乏層16は前述のカップリング容量2aを構成し、コンデンサとして作用する。
また、モニター部2又はノイズ検出装置1を、半導体基板8上のノイズ発生源の周辺部又はノイズの影響を受けやすい回路の周辺部に配置することで、ノイズ信号のレベルを正確かつ効率的に検出することができる。
次に、図7を参照して、本発明の第2の実施形態について第1の実施形態と異なる部分を説明する。図7において、モニター部2は、半導体基板8の表面上に形成された第1のn型半導体領域15を有する。半導体基板8内において、第1のn型半導体領域15の内側にはp型半導体領域10を備え、さらにp型半導体領域10の内側には第2のn型半導体領域11を備える。半導体基板8内において、第2のn型半導体領域11はp型半導体領域10に覆われ、p型半導体領域10は第1のn型半導体領域15に覆われている。p型半導体領域10は、第1のn型半導体領域15及び第2のn型半導体領域11に挟まれるように構成されている。第1のn型半導体領域15、p型半導体領域10及び第2のn型半導体領域11は、半導体基板8に埋め込まれた絶縁膜14によって囲まれている。第1のn型半導体領域15はさらに高濃度n型不純物領域15aを備えている。高濃度n型不純物領域15aは、半導体基板8の表面から深さ方向に深く延在するように形成されており、少なくともp型半導体領域10よりも深い位置まで形成されている。高濃度n型不純物領域15aの下側は絶縁膜14近傍に達している。高濃度n型不純物領域15aの下側は、絶縁膜14に接する程度に深い位置まで形成されていても良い。
以上に説明したように、この構成により、第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、SOI基板を用いる場合は、既存のSOI基板の埋め込み絶縁膜構造を利用するため、新たな工程を追加することなく上記構成を実現可能である。さらに、絶縁膜14の膜厚を変えることによりカップリング容量2aの容量値を制御することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形、拡張を行うことができる。
半導体基板8、第1のn型半導体領域9、p型半導体領域10、第2のn型半導体領域11、第1のn型半導体領域15及び高濃度n型不純物領域15aについて実施形態で用いたn型、p型の導電型は、適宜入れ替えても良い。
Claims (11)
- 内部領域(8a)を有する半導体基板(8)と、
前記半導体基板上に設けられ、整流素子(2b)を備えるモニター部(2)と、
前記整流素子に電流を供給する定電流供給回路(3)と、
前記整流素子と前記定電流供給回路との共通接続点に接続された低域通過フィルタ回路(4)と、
前記内部領域と前記整流素子の間に設けられた絶縁領域と
を有することを特徴とするノイズ検出装置。 - 前記モニター部は、第1の第1導電型半導体領域(9、15)と第2の第1導電型半導体領域(11)と、前記第1の第1導電型半導体領域と前記第2の第1導電型半導体領域の間に挟まれた第2導電型半導体領域(10)とを有し、
第1の第1導電型半導体領域と第2導電型半導体領域は電気的に短絡しており、
前記整流素子は、前記第2の第1導電型半導体領域と前記第2導電型半導体領域により構成されていることを特徴とする
請求項1に記載のノイズ検出装置。 - 前記半導体基板内において、前記第2の第1導電型半導体領域は、前記第2導電型半導体領域に覆われており、前記第2導電型半導体領域は前記第1の第1導電型半導体領域に覆われていることを特徴とする
請求項2に記載のノイズ検出装置。 - 前記内部領域は第2導電型であり、
前記絶縁領域は、前記第1の第1導電型半導体領域と前記内部領域により形成されたpn接合に逆バイアスを印加することにより形成される空乏層(16)であることを特徴とする
請求項2又は3に記載のノイズ検出装置。 - 前記絶縁領域は、前記第1の第1導電型半導体領域と前記内部領域との間に設けられた絶縁膜(14)であることを特徴とする
請求項2又は3に記載のノイズ検出装置。 - 前記第1の第1導電型半導体領域は高濃度不純物領域(15a)を有していることを特徴とする
請求項5に記載のノイズ検出装置。 - 前記高濃度不純物領域の深さは、少なくとも前記第2導電型半導体領域よりも深いことを特徴とする
請求項6に記載のノイズ検出装置。 - 前記定電流供給回路は、前記第2導電型半導体領域に接続されていることを特徴とする
請求項2から7のいずれか1項に記載のノイズ検出装置。 - 前記定電流供給回路が供給する電流値を設定変更可能とすることにより、ノイズを検出する感度を制御可能に構成されていることを特徴とする
請求項2から8のいずれか1項に記載のノイズ検出装置。
- 前記低域通過フィルタ回路は、前記第2導電型半導体領域に接続されていることを特徴とする
請求項2から9のいずれか1項に記載のノイズ検出装置。 - 前記低域通過フィルタ回路の信号出力先には、さらに比較回路(5)が設けられていることを特徴とする
請求項1から10のいずれか1項に記載のノイズ検出装置。
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