JPH01198071A - クリップダイオード内蔵形トランジスタ - Google Patents
クリップダイオード内蔵形トランジスタInfo
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば自動車の点火装置のスイッチ素子と
して使用される高耐電圧用のクリップダイオード内蔵形
トランジスタに関するものである。
して使用される高耐電圧用のクリップダイオード内蔵形
トランジスタに関するものである。
自Ｉ７１車のトランジスタ式点火装置にそのスイッチ素
子として使・用されるパワートランジスタには、点火装
置の失火時に点火コイルの二次側から一次側に誘導励起
される高圧サージ電圧が印加されることになる。そこで
、このような用途に使用されるトランジスタの場合、高
サージ電圧による破壊から保護するための何らかの半夏
てが必要である。
子として使・用されるパワートランジスタには、点火装
置の失火時に点火コイルの二次側から一次側に誘導励起
される高圧サージ電圧が印加されることになる。そこで
、このような用途に使用されるトランジスタの場合、高
サージ電圧による破壊から保護するための何らかの半夏
てが必要である。
例えば、上記したトランジスタ式点火装置のパワートラ
ンジスタに対しては、その保護対策として従来より、■
点火コイルの結合係数を意識的に小さくしておく、■パ
ワートランジスタの構造を、点火装置の失火時に励起さ
れるサージ電圧に十分耐えられる′ｆＩ４電圧値（以下
ＥＳ／Ｂ耐聞と呼ぶ）が確保されるように設計する、な
どの方法が採られてきた。
ンジスタに対しては、その保護対策として従来より、■
点火コイルの結合係数を意識的に小さくしておく、■パ
ワートランジスタの構造を、点火装置の失火時に励起さ
れるサージ電圧に十分耐えられる′ｆＩ４電圧値（以下
ＥＳ／Ｂ耐聞と呼ぶ）が確保されるように設計する、な
どの方法が採られてきた。
第２図は自動車の点火装置に使用される従来のｎｐｎダ
ーリントン・パワートランジスタ（以下、単にパワート
ランジスタと呼ぶ）の構造を示す断面図であり、第３図
は第２図のパワートランジスタの等価回路である。第２
図において１はシリコンのｎ−基板層であり、その片面
側にｎ＋拡散層２を形成することにより第３図に示す２
つのトランジスタＱ、Ｑ２に共通なコレクタが構成され
、そのコレクタはアルミ配線３を介してコレクタ端子Ｃ
に接続されている。４は上記した２つのトランジスタＱ
、Ｑ２のベースを構成するＰ拡散領域でｎ−基板層１
の他面側に形成されている。このｐ拡散領域４内にはト
ランジスタＱ１のエミッタを構成するｎ＋拡散領域５ａ
と、トランジスタＱ２のエミッタを構成するｎ＋拡散領
域５ｂとが形成され、ｎ＋拡散領域５ａからｐ拡散領域
４の中央部付近にまたがって形成されたアルミ配線６ａ
を介して、トランジスタＱ１のエミッタがトランジスタ
Ｑ２のベースに接続されている。またｎ＋拡散領域５ｂ
からｐ拡散領域４にまたがって形成されたアルミ配線６
ｂを介して、トランジスタＱ２のエミッタがエミッタ端
子Ｅに接続されている。ざらにｐ拡散領域４上に形成さ
れたアルミ配置６ｃを介して、トランジスタＱ１のベー
スがベース端子Ｂに接続されている。第３図において、
トランジスタＱ１のベース・エミッタ間およびトランジ
スタＱ２のベース・エミッタ間に介挿された抵抗Ｒ，Ｒ
２は、第２図のｐ拡散領域４によって生じる抵抗値であ
る。また第３図に示すトランジスタＱ２のコレクタ・エ
ミッタ間に介挿されたｐｎ接合ダイオードＤ。は、第２
図のｎ＋ｎ−ｐ構造により与えられている。７はｎ−基
板層１に反転層が形成されるのを防止するためのガード
リングで、パワートランジスタ形成領域の周囲に形成し
たＰ拡散領域からなり、このガードリンク７の外周部に
はざらにｎ＋拡散領域からなるチャネルカット領域８が
リング状に形成されている。
ーリントン・パワートランジスタ（以下、単にパワート
ランジスタと呼ぶ）の構造を示す断面図であり、第３図
は第２図のパワートランジスタの等価回路である。第２
図において１はシリコンのｎ−基板層であり、その片面
側にｎ＋拡散層２を形成することにより第３図に示す２
つのトランジスタＱ、Ｑ２に共通なコレクタが構成され
、そのコレクタはアルミ配線３を介してコレクタ端子Ｃ
に接続されている。４は上記した２つのトランジスタＱ
、Ｑ２のベースを構成するＰ拡散領域でｎ−基板層１
の他面側に形成されている。このｐ拡散領域４内にはト
ランジスタＱ１のエミッタを構成するｎ＋拡散領域５ａ
と、トランジスタＱ２のエミッタを構成するｎ＋拡散領
域５ｂとが形成され、ｎ＋拡散領域５ａからｐ拡散領域
４の中央部付近にまたがって形成されたアルミ配線６ａ
を介して、トランジスタＱ１のエミッタがトランジスタ
Ｑ２のベースに接続されている。またｎ＋拡散領域５ｂ
からｐ拡散領域４にまたがって形成されたアルミ配線６
ｂを介して、トランジスタＱ２のエミッタがエミッタ端
子Ｅに接続されている。ざらにｐ拡散領域４上に形成さ
れたアルミ配置６ｃを介して、トランジスタＱ１のベー
スがベース端子Ｂに接続されている。第３図において、
トランジスタＱ１のベース・エミッタ間およびトランジ
スタＱ２のベース・エミッタ間に介挿された抵抗Ｒ，Ｒ
２は、第２図のｐ拡散領域４によって生じる抵抗値であ
る。また第３図に示すトランジスタＱ２のコレクタ・エ
ミッタ間に介挿されたｐｎ接合ダイオードＤ。は、第２
図のｎ＋ｎ−ｐ構造により与えられている。７はｎ−基
板層１に反転層が形成されるのを防止するためのガード
リングで、パワートランジスタ形成領域の周囲に形成し
たＰ拡散領域からなり、このガードリンク７の外周部に
はざらにｎ＋拡散領域からなるチャネルカット領域８が
リング状に形成されている。
そして、チャネルカット領域８上には所定の電位に保た
れたフィールドプレート９が、チャルネルカット領域８
の動きを強化する目的で設けられている。１０はシリコ
ン酸化膜である。
れたフィールドプレート９が、チャルネルカット領域８
の動きを強化する目的で設けられている。１０はシリコ
ン酸化膜である。
上記のパワートランジスタはｎ” ｐｎ−ｎ＋溝構造持
つため、逆バイアスされているコレクタ・ベース接合部
に高電圧が印加されても、ｎ−基板層１に空乏層が広が
ることで、コレクタ・ベース接合部の降伏電圧Ｖ。８ｏ
は高い値に保たれる。また、ｎ−基板層１内を広がる空
乏層がガードリング７に達すると、このガードリンク７
に電位が誘導励起されて、ガードリング７のｐｎ接合部
からもｎ−１板層１へと空乏層が広がることになり、上
記した降伏電圧Ｖ。、。がこのガードリンク７によって
さらに高められることになる。
つため、逆バイアスされているコレクタ・ベース接合部
に高電圧が印加されても、ｎ−基板層１に空乏層が広が
ることで、コレクタ・ベース接合部の降伏電圧Ｖ。８ｏ
は高い値に保たれる。また、ｎ−基板層１内を広がる空
乏層がガードリング７に達すると、このガードリンク７
に電位が誘導励起されて、ガードリング７のｐｎ接合部
からもｎ−１板層１へと空乏層が広がることになり、上
記した降伏電圧Ｖ。、。がこのガードリンク７によって
さらに高められることになる。
そして、このパワートランジスタの構造設計では、その
パワートランジスタのコレクタ・エミッタ間に印加され
る高サージ電圧の範囲を実験的に求めて、その高サージ
電圧の範囲に応じてｎ−基板層１の比抵抗や層厚などを
最適設計することで、実際の使用に耐え得る高ＥＳ／Ｂ
ｉｔ問が確保される。
パワートランジスタのコレクタ・エミッタ間に印加され
る高サージ電圧の範囲を実験的に求めて、その高サージ
電圧の範囲に応じてｎ−基板層１の比抵抗や層厚などを
最適設計することで、実際の使用に耐え得る高ＥＳ／Ｂ
ｉｔ問が確保される。
なお、高サージ電圧の範囲を求める実験は、点火コイル
の二次側を意図的に失火状態にすることにより、−次側
に高サージ電圧を誘導励起させて行われる。
の二次側を意図的に失火状態にすることにより、−次側
に高サージ電圧を誘導励起させて行われる。
しかしながら、上記構造のパワートランジスタのように
、シリコン半導体の物性上の数値を最適に制御すること
によって高ＥＳ／Ｂ耐吊を確保するのでは、Ｍ ｉ％工
程上のバラツキを避けることができない。ぞこで、従来
は製造された個々のパワートランジスタについてＥＳ／
Ｂ耐吊テストを行い、目標のＥＳ／Ｂ耐聞に満たないパ
ワートランジスタを排除するという、いわゆるスクリー
ニングが必要であった。また実際に点火装置として自動
車に搭載され稼動している現実の環境下では、室内の模
擬実験で予想できないような高サージ電圧にパワートラ
ンジスタが遭遇することも考えられるため、上記のよう
な対策が万全であるとは言い難かった。
、シリコン半導体の物性上の数値を最適に制御すること
によって高ＥＳ／Ｂ耐吊を確保するのでは、Ｍ ｉ％工
程上のバラツキを避けることができない。ぞこで、従来
は製造された個々のパワートランジスタについてＥＳ／
Ｂ耐吊テストを行い、目標のＥＳ／Ｂ耐聞に満たないパ
ワートランジスタを排除するという、いわゆるスクリー
ニングが必要であった。また実際に点火装置として自動
車に搭載され稼動している現実の環境下では、室内の模
擬実験で予想できないような高サージ電圧にパワートラ
ンジスタが遭遇することも考えられるため、上記のよう
な対策が万全であるとは言い難かった。
そこで、これに替るパワートランジスタとして、高サー
ジ電圧が所定の電圧（以下、クリップ電圧と呼ぶ）より
高くなると、高サージ電圧をクリップするクリップダイ
オードをコレクタ・ベース間に介挿したしのが提案され
、そのクリップダイオードを外部から付加したらのや、
トランジスタチップに一体化して取扱いの簡便さを狙っ
たものが実用化されている。
ジ電圧が所定の電圧（以下、クリップ電圧と呼ぶ）より
高くなると、高サージ電圧をクリップするクリップダイ
オードをコレクタ・ベース間に介挿したしのが提案され
、そのクリップダイオードを外部から付加したらのや、
トランジスタチップに一体化して取扱いの簡便さを狙っ
たものが実用化されている。
第４図は上記したクリップダイオードとしてｐｎ接合ダ
イオードが一体化してコレクタ・ベース問に介挿された
従来のクリップダイオード内成形パワートランジスタの
構造を示す断面図であり、第５図は第４図のパワートラ
ンジスタの等価回路である。第４図のパワートランジス
タが第２図に示したパワートランジスタと異なるのは、
アルミ配線６Ｃの直下のｎ−基板層１の一部にｐ＋拡散
領ｈ！！１１を形成することにより、コレクタ側にカソ
ードを、ベース側にアノードを接続した第５図に示すｐ
ｎ接合ダイオードＤ、が、コレクタ・ベ−ス間に一体化
して介挿されている点である。
イオードが一体化してコレクタ・ベース問に介挿された
従来のクリップダイオード内成形パワートランジスタの
構造を示す断面図であり、第５図は第４図のパワートラ
ンジスタの等価回路である。第４図のパワートランジス
タが第２図に示したパワートランジスタと異なるのは、
アルミ配線６Ｃの直下のｎ−基板層１の一部にｐ＋拡散
領ｈ！！１１を形成することにより、コレクタ側にカソ
ードを、ベース側にアノードを接続した第５図に示すｐ
ｎ接合ダイオードＤ、が、コレクタ・ベ−ス間に一体化
して介挿されている点である。
このパワートランジスタでは、ｐｎ接合ダイオードＤ、
の逆降伏電圧ＶＲがサージ電圧をクリップするクリップ
電圧として利用され、この逆降伏電圧ＶＲを所望のクリ
ップ電圧に設定しておくことにより、コレクタ・エミッ
タ間に印加された高サージ電圧はそのクリップ電圧でク
リップされる。
の逆降伏電圧ＶＲがサージ電圧をクリップするクリップ
電圧として利用され、この逆降伏電圧ＶＲを所望のクリ
ップ電圧に設定しておくことにより、コレクタ・エミッ
タ間に印加された高サージ電圧はそのクリップ電圧でク
リップされる。
例えばｐｎ接合ダイオードＤ・の逆降伏電圧■８が室温
で４００■と設定されている場合、このパワートランジ
スタのコレクタ・エミッタ間に４００Ｖ以上の高サージ
電圧が印加されるとｐｎ接合ダイオードＤ、が降伏する
。このため、第５図に矢印ａで示すように、Ｃ→Ｂ→Ｅ
の経路でベース電流が流れ、このパワートランジスタが
オン状態になる。したがって、このパワートランジスタ
のコレクタ・ベース間の電圧Ｖ。ＢＯは第６図に曲線す
で示すようにｐｎ接合ダイオードＤｉの逆降伏電圧ｖＲ
すなわち４００Ｖでクリップされる。
で４００■と設定されている場合、このパワートランジ
スタのコレクタ・エミッタ間に４００Ｖ以上の高サージ
電圧が印加されるとｐｎ接合ダイオードＤ、が降伏する
。このため、第５図に矢印ａで示すように、Ｃ→Ｂ→Ｅ
の経路でベース電流が流れ、このパワートランジスタが
オン状態になる。したがって、このパワートランジスタ
のコレクタ・ベース間の電圧Ｖ。ＢＯは第６図に曲線す
で示すようにｐｎ接合ダイオードＤｉの逆降伏電圧ｖＲ
すなわち４００Ｖでクリップされる。
上記したクリップダイオード内成形パワートランジスタ
では、一体に形成されたｐｎ接合ダイオードＤ、の逆降
伏電圧ＶＲが強い温度係数を持つ（発明者の測定によれ
ば１．２５ Ｖ／’Ｃ程度）ため、素子温度が上界する
につれて、逆降伏電圧ＶＲつまりクリップ電圧が第６図
に曲線Ｃで示すようにｎ電圧側にシフＩ〜することにな
る。例えば自動車に１△載されたトランジスタ式点火装
置が遭遇する温度範囲を一３０℃〜＋１２５℃とすると
、その温度差１５５℃から計算される上記クリップ電圧
の変動幅は約２００ｖにも達する。そこで、パワートラ
ンジスタの構造設計においては、上記クリップ電圧の変
動幅を見込んで設計する必要があるが、２００Ｖにも及
ぶ変動幅を設計によって吸収することは容易ではない。
では、一体に形成されたｐｎ接合ダイオードＤ、の逆降
伏電圧ＶＲが強い温度係数を持つ（発明者の測定によれ
ば１．２５ Ｖ／’Ｃ程度）ため、素子温度が上界する
につれて、逆降伏電圧ＶＲつまりクリップ電圧が第６図
に曲線Ｃで示すようにｎ電圧側にシフＩ〜することにな
る。例えば自動車に１△載されたトランジスタ式点火装
置が遭遇する温度範囲を一３０℃〜＋１２５℃とすると
、その温度差１５５℃から計算される上記クリップ電圧
の変動幅は約２００ｖにも達する。そこで、パワートラ
ンジスタの構造設計においては、上記クリップ電圧の変
動幅を見込んで設計する必要があるが、２００Ｖにも及
ぶ変動幅を設計によって吸収することは容易ではない。
この問題を解決する手段として、ｐｎ接合ダイオードＤ
、をパンチスルータイプとすることによ言 りその逆降伏電圧ｖＲの温度依存性を小さくすることが
一般によく知られている。しかし、パンチスルータイプ
のｐｎ接合ダイオードをダーリントントランジスタのよ
うなパワートランジスタに内蔵するとなると、トランジ
スタの特性をある一部レベルに維持するという制約から
、例えばｐｎ接合ダイオードＤ、のｐ＋拡散領域１１は
パワートランジスタのベースの１．５倍〜２倍以上深い
位置まで形成しなければならない。これでは、不純物の
拡散時間が通常の場合に比べて２，３倍〜４倍程度必要
であり、生産性が低下するという問題がある。また、パ
ワートランジスタの諸性性の制御性や品質維持などの点
でも多大の犠牲を強いられるので、パンチスルータイプ
のｐｎ接合ダイオードをクリップダイオードとして内蔵
することは困難である。
、をパンチスルータイプとすることによ言 りその逆降伏電圧ｖＲの温度依存性を小さくすることが
一般によく知られている。しかし、パンチスルータイプ
のｐｎ接合ダイオードをダーリントントランジスタのよ
うなパワートランジスタに内蔵するとなると、トランジ
スタの特性をある一部レベルに維持するという制約から
、例えばｐｎ接合ダイオードＤ、のｐ＋拡散領域１１は
パワートランジスタのベースの１．５倍〜２倍以上深い
位置まで形成しなければならない。これでは、不純物の
拡散時間が通常の場合に比べて２，３倍〜４倍程度必要
であり、生産性が低下するという問題がある。また、パ
ワートランジスタの諸性性の制御性や品質維持などの点
でも多大の犠牲を強いられるので、パンチスルータイプ
のｐｎ接合ダイオードをクリップダイオードとして内蔵
することは困難である。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、製造プロセスへの導入が容易で、クリップ電
圧の温度依存性も低減できるクリップダイオード内蔵形
トランジスタを得ることを目的とする。
たもので、製造プロセスへの導入が容易で、クリップ電
圧の温度依存性も低減できるクリップダイオード内蔵形
トランジスタを得ることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
この発明に係るクリップダイオード内蔵形トランジスタ
は、トランジスタ素子が形成されるチップ上に、そのト
ランジスタ素子のコレクタ・ベース間に介挿されて高圧
サージ電圧をクリップする。ｎ接合ダイオードを一体形
成する一方、チップの周辺のチャネルカット領域上に、
所定の電位を与えられトランジスタ素子形成領域に向け
て張り出すフィールドプレートを形成したものである。
は、トランジスタ素子が形成されるチップ上に、そのト
ランジスタ素子のコレクタ・ベース間に介挿されて高圧
サージ電圧をクリップする。ｎ接合ダイオードを一体形
成する一方、チップの周辺のチャネルカット領域上に、
所定の電位を与えられトランジスタ素子形成領域に向け
て張り出すフィールドプレートを形成したものである。
この発明においては、トランジスタ素子のコレクタ・エ
ミッタ間にサージ電圧が印加され、コレクタ・ベース間
のｐｎ接合ダイオードに逆バイアスがかかると空乏層が
広がり、周囲温度が低くｐｎ接合ダイオードの逆降伏電
圧があまり高くない条件下では、サージ電圧がｐｎ接合
ダイオードの逆降伏電圧まで増加すると、その逆降伏電
圧にサージ電圧がクリップされる。一方、周囲温度が高
＜ｐｎ接合ダイオードの逆降伏電圧が高い条件下では、
サージ電圧の増加に伴い広がる空乏層がフィールドプレ
ートの端部に達してその広がりを阻止される部分での降
伏がｐｎ接合ダイオードの降伏より先に起り、ｐｎ接合
ダイオードの逆降伏電圧より低い電圧でサージ電圧がク
リップされる。
ミッタ間にサージ電圧が印加され、コレクタ・ベース間
のｐｎ接合ダイオードに逆バイアスがかかると空乏層が
広がり、周囲温度が低くｐｎ接合ダイオードの逆降伏電
圧があまり高くない条件下では、サージ電圧がｐｎ接合
ダイオードの逆降伏電圧まで増加すると、その逆降伏電
圧にサージ電圧がクリップされる。一方、周囲温度が高
＜ｐｎ接合ダイオードの逆降伏電圧が高い条件下では、
サージ電圧の増加に伴い広がる空乏層がフィールドプレ
ートの端部に達してその広がりを阻止される部分での降
伏がｐｎ接合ダイオードの降伏より先に起り、ｐｎ接合
ダイオードの逆降伏電圧より低い電圧でサージ電圧がク
リップされる。
第１図はこの発明によるクリップダイオード内成形トラ
ンジスタの一実施例の構造を示す断面図であり、第４図
に示した従来のクリップダイオード内蔵形パワートラン
ジスタと異なるのは、チャネルカット領１ｆＬ８上に形
成されるＡ１のフィールドプレート９を、トランジスタ
形成領域側に所定寸法Ｌ８ （ここでは１００〜２００
μ）張り出させた点で、その他の構成は従来のパワート
ランジスタと同じである。
ンジスタの一実施例の構造を示す断面図であり、第４図
に示した従来のクリップダイオード内蔵形パワートラン
ジスタと異なるのは、チャネルカット領１ｆＬ８上に形
成されるＡ１のフィールドプレート９を、トランジスタ
形成領域側に所定寸法Ｌ８ （ここでは１００〜２００
μ）張り出させた点で、その他の構成は従来のパワート
ランジスタと同じである。
このトランジスタのサージ電圧クリップ動作は以下のよ
うにして行われる。
うにして行われる。
コレクタ・エミッタ間にサージ電圧が印加され始めると
コレクタ・ベース間およびｐｎ接合ダイオード隅に逆バ
イアスがかかる。また、コレクタ・ベース間に逆バイア
スがかかると、主にｎ−基板層１に空乏層が広がり、印
加電圧のすべてがこの空乏層て支えられるようになる。
コレクタ・ベース間およびｐｎ接合ダイオード隅に逆バ
イアスがかかる。また、コレクタ・ベース間に逆バイア
スがかかると、主にｎ−基板層１に空乏層が広がり、印
加電圧のすべてがこの空乏層て支えられるようになる。
サージ電圧の増加に伴い空乏層が更に広がってガードリ
ング７まで到達すると、ガードリンク７にも電位が誘起
され、そのｐｎ接合からもｎ−基板層１に向けて空乏層
が広がり、サージ電圧の一部がこのガードリング７で支
えられるようになる。サージ電圧が更に増大するのに伴
い空乏層は更に広がり、サージ電圧はｐｎ接合ダイオー
ドＤ、の逆降伏電圧■Ｒと一致した電圧でクリップされ
る。
ング７まで到達すると、ガードリンク７にも電位が誘起
され、そのｐｎ接合からもｎ−基板層１に向けて空乏層
が広がり、サージ電圧の一部がこのガードリング７で支
えられるようになる。サージ電圧が更に増大するのに伴
い空乏層は更に広がり、サージ電圧はｐｎ接合ダイオー
ドＤ、の逆降伏電圧■Ｒと一致した電圧でクリップされ
る。
一方、周囲温度が上昇して、ｐｎ接合ダイオードＤ・の
逆降伏電圧ＶＲがその温度依存性により増加すると、空
乏層は第１図に破線ｄで示すように更に広がり、ついに
は１点鎖線ｅで示すようにフィールドプレート９の端部
に到達する。フィールドプレート９はシリコン酸化Ｆ３
１０を介して、その直下のｎ−基板層１の表面に影青を
及ぼし空乏層の延びを阻止するように働くため、更に周
囲温度が上昇してｐｎ接合ダイオードＤ・の逆降伏■ 電圧■１が増加しても空乏層は十分延びられなくなる。
逆降伏電圧ＶＲがその温度依存性により増加すると、空
乏層は第１図に破線ｄで示すように更に広がり、ついに
は１点鎖線ｅで示すようにフィールドプレート９の端部
に到達する。フィールドプレート９はシリコン酸化Ｆ３
１０を介して、その直下のｎ−基板層１の表面に影青を
及ぼし空乏層の延びを阻止するように働くため、更に周
囲温度が上昇してｐｎ接合ダイオードＤ・の逆降伏■ 電圧■１が増加しても空乏層は十分延びられなくなる。
このためフィールドプレート９の端部の直下のｎ−３板
層１の電界強度が増し、ついにはその部分がｐｎ接合ダ
イオードＤ・よりも先に降伏するようになる。すなわち
、これより周囲温度が上昇すると、サージ電圧がｐｎ接
合ダイオードＤ、の逆降伏電圧■８に達しない段階で、
フィールドプレート９によりクリップされるようになる
。
層１の電界強度が増し、ついにはその部分がｐｎ接合ダ
イオードＤ・よりも先に降伏するようになる。すなわち
、これより周囲温度が上昇すると、サージ電圧がｐｎ接
合ダイオードＤ、の逆降伏電圧■８に達しない段階で、
フィールドプレート９によりクリップされるようになる
。
そして、フィールドプレート９による降伏電圧は温度依
存性がｐｎ接合ダイオードＤ・の場合よりも１７３〜１
／４と小さいので、全体としてクリップ電圧の温度依存
性はｐｎ接合ダイオードＤ・だ■ けの場合に比べて１７２近くに低減されることになる。
存性がｐｎ接合ダイオードＤ・の場合よりも１７３〜１
／４と小さいので、全体としてクリップ電圧の温度依存
性はｐｎ接合ダイオードＤ・だ■ けの場合に比べて１７２近くに低減されることになる。
なお、上記実施例では、ダーリントン・パワートランジ
スタの場合について説明したが、クリップダイオードを
内蔵した他のトランジスタについても同様に適用できる
ことは勿論である。
スタの場合について説明したが、クリップダイオードを
内蔵した他のトランジスタについても同様に適用できる
ことは勿論である。
以上のようにこの発明によれば、トランジスタ素子のコ
レクタ・ベース間に介挿させたｐｎ接合ダイオードだ【
プでなく、チャネルカット領域上よりトランジスタ素子
形成領域に向けて張り出すように形成したフィールドプ
レートでもサージ電圧のクリップを行うように構成した
ので、周囲温度が上界してｐｎ接合ダイオードの逆降伏
電圧が高い条件下では、サージ電圧をその逆降伏電圧に
達しない低い段階においてフィールドプレートによりク
リップすることができ、ｐｎ接合ダイオードとしてパル
チスルータイプを採用することなく、クリップ電圧の温
度依存性の低いクリップダイオード内成形トランジスタ
を容易に製造できるという効果が得られる。
レクタ・ベース間に介挿させたｐｎ接合ダイオードだ【
プでなく、チャネルカット領域上よりトランジスタ素子
形成領域に向けて張り出すように形成したフィールドプ
レートでもサージ電圧のクリップを行うように構成した
ので、周囲温度が上界してｐｎ接合ダイオードの逆降伏
電圧が高い条件下では、サージ電圧をその逆降伏電圧に
達しない低い段階においてフィールドプレートによりク
リップすることができ、ｐｎ接合ダイオードとしてパル
チスルータイプを採用することなく、クリップ電圧の温
度依存性の低いクリップダイオード内成形トランジスタ
を容易に製造できるという効果が得られる。
第１図はこの発明によるクリップダイオード内藏形トラ
ンジスタの一実施例を示す断面図、第２図は従来のパワ
ートランジスタを示す断面図、第３図はその等価回路を
示す回路図、第４図は従来のクリップダイオード内蔵形
トランジスタを示す断面図、第５図はその等価回路を示
す一回路図、第６図はそのクリップ電圧特性を示す説明
図である。 図において、８はチャネルカット領域、９はフィールド
プレート、Ｄ、はクリップダイオードであるｐｎ接合ダ
イオードである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
ンジスタの一実施例を示す断面図、第２図は従来のパワ
ートランジスタを示す断面図、第３図はその等価回路を
示す回路図、第４図は従来のクリップダイオード内蔵形
トランジスタを示す断面図、第５図はその等価回路を示
す一回路図、第６図はそのクリップ電圧特性を示す説明
図である。 図において、８はチャネルカット領域、９はフィールド
プレート、Ｄ、はクリップダイオードであるｐｎ接合ダ
イオードである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）トランジスタ素子が形成されるチップ上に、その
トランジスタ素子のコレクタ・ベース間に介挿されて高
圧サージ電圧をクリップするｐｎ接合ダイオードを一体
形成したクリップダイオード内蔵形トランジスタにおい
て、前記チップの周辺のチャネルカット領域上に、所定
の電位を与えられるフィールドプレートを前記トランジ
スタ素子の形成領域に向けて張り出すように形成したこ
とを特徴とするクリップダイオード内蔵形トランジスタ
。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63024281A JPH01198071A (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | クリップダイオード内蔵形トランジスタ |
| US07/224,404 US4924286A (en) | 1988-02-03 | 1988-07-26 | Semiconductor device |
| DE3902839A DE3902839C2 (de) | 1988-02-03 | 1989-01-31 | Bipolarer Leistungstransistor mit integrierter Begrenzungsdiode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63024281A JPH01198071A (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | クリップダイオード内蔵形トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01198071A true JPH01198071A (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=12133803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63024281A Pending JPH01198071A (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | クリップダイオード内蔵形トランジスタ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4924286A (ja) |
| JP (1) | JPH01198071A (ja) |
| DE (1) | DE3902839C2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4207349A1 (de) * | 1992-03-07 | 1993-09-09 | Telefunken Microelectron | Leistungs-spannungsbegrenzungsschaltung |
| US5750414A (en) * | 1993-09-29 | 1998-05-12 | Siemens Components, Inc. | Method of fabricating a semiconductor device |
| US5541439A (en) * | 1994-11-17 | 1996-07-30 | Xerox Corporation | Layout for a high voltage darlington pair |
| JPH10116917A (ja) * | 1996-10-14 | 1998-05-06 | Sharp Corp | パワートランジスタ |
| GB2334633B (en) * | 1998-02-21 | 2002-09-25 | Mitel Corp | Low leakage electrostatic discharge protection system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60157253A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1614751A1 (de) * | 1967-01-07 | 1970-12-03 | Telefunken Patent | Halbleiteranordnung |
| NL185808C (nl) * | 1976-04-26 | 1990-07-16 | Gen Electric | Samengestelde hoogspanning-halfgeleiderinrichting. |
| DE3227536A1 (de) * | 1982-01-20 | 1983-07-28 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Darlington-transistorschaltung |
-
1988
- 1988-02-03 JP JP63024281A patent/JPH01198071A/ja active Pending
- 1988-07-26 US US07/224,404 patent/US4924286A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-01-31 DE DE3902839A patent/DE3902839C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60157253A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3902839C2 (de) | 1998-07-16 |
| US4924286A (en) | 1990-05-08 |
| DE3902839A1 (de) | 1989-08-17 |
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