JPH02140981A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPH02140981A
JPH02140981A JP29522188A JP29522188A JPH02140981A JP H02140981 A JPH02140981 A JP H02140981A JP 29522188 A JP29522188 A JP 29522188A JP 29522188 A JP29522188 A JP 29522188A JP H02140981 A JPH02140981 A JP H02140981A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
layer
gate
resistor
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP29522188A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2500938B2 (ja
Inventor
Yoshiaki Hisamoto
好明 久本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP63295221A priority Critical patent/JP2500938B2/ja
Publication of JPH02140981A publication Critical patent/JPH02140981A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2500938B2 publication Critical patent/JP2500938B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体装置、特にパワーMO8FETや絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタ等の絶縁°ゲート型の
半導体装置におけるゲート絶縁膜の絶縁破壊耐量の向上
に関するものである。
(従来の技術) 第3図はパワーMO8FET素子1aの構造を示す断面
図である。同図において、N” W!J2の一方主面上
にはN−Jai13がエピタキシ11ル成長により形成
されて半導体基板が構成されている。このN−層3の表
面から選択的に不純物を二段階に分けて拡散させる二重
拡散法により、P領域4が形成され、このpi域4の表
面から選択的に不純物を拡散して、PfRWIt4内に
2個のN+領域5が一定間隔をもって形成されている。
さらに、N−層3の表面から各N+領領域の表面の一部
にかけてゲート絶縁膜6aと層間絶縁膜6bとからなる
絶縁JW6が形成され、各絶縁層6の中には例えばポリ
シリコンから成るゲート電極7がそれぞれ形成されてい
る。また、P領域4およびN+領域5の両方に電気的に
接続されるようにAI等からなるソース電極8が形成さ
れている。また、N+半導体塁板2裏面には金属からな
るドレイン電極9が形成されている。
次に、このパワーMO8FET素子1aの動作について
説明する。第3図に示すパワーMO8FET素子1aの
ドレイン電極9とソース電極8間に一定のドレイン電圧
VDSを印加した状態で、ゲート電極7とソース電極8
間にそのパワーMO8FETのしきい値電圧vT以上の
ゲート電圧■。8を印加すると、P領域4のうちN−層
3とN+領域5とに挟まれ、かつゲート電極7に対応す
る領域にチャネルが形成されてドレイン電極9とソース
電極8間にドレイン電流が流れる。したがって、ゲート
電圧V。Sを制御することによりドレイン電流を制御す
ることができる。
なお、近年ではパワーMO8FEI−素子の性能は飛躍
的に向上し、例えばパワーMO8FET素子の欠点であ
ったON抵抗が0.03Ω程度に低減されたパワーMO
8FET素子や、ドレイン電圧が900〜1000 V
である高耐圧のパワーMO8FET素子が実用化されて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕 従来の半導体装置であるパワーMO3FET素子1aは
以上のように構成されており、実使用状態においては第
4図に示すように、周辺回路と接続される。寸なわら、
パワーM OS FE T素子1aのソース電極8とド
レイン電極9との間に電源Eと負荷Zとが直列接続され
る一方、ゲート電極7にドライバ回路りが抵抗ROを介
して接続されている。
ところで、第4図に示す等価回路状態でパワーMO8F
ET素子1aを高速動作させると、従来より周知のよう
に、第5図の実線で示すような突入電圧へがゲート電極
7−ソース電極8間に発生する。その結束、ゲート電極
7とソース電極8との間の絶縁層6が絶縁破壊されるこ
とがある。これを防止するために、例えば抵抗Rgの値
を大きく設定することにより突入電圧を低く抑える手段
が考えられるが、抵抗Rgの値が大きくなると、グー1
〜Ti極7−ソース電極8間の電圧変化が第5図の一点
破線Bで示すような電圧変化となり、スイッチングタイ
ミングが長くなり、パワーMO3FET素子1aの高速
動作性が損なわれることとなる。
また、例えば負荷Zであるモータ等の駆動装置がオフ状
態になった途端に、ゲート電極7とソース電極8との間
の絶縁層6が瞬間的に破壊されることがある。これは、
ゲート電極7とソース電極8との間の絶縁層6に静電チ
ャージが一定最以上蓄積され、その母がゲート電極7と
ソース電極8との間の絶縁破壊側ω(以下[GS絶縁破
破壊側f1lという)を越えるためである。
したがって、ゲート電極7とソース電極8との間の絶縁
1iI6の破壊を防止するためには、GSS絶縁破壊耐
量向上させることが望まれる。
ここで、このGSS絶縁破壊耐量特にゲート絶縁ll6
aの厚みに大ぎく依存する。なぜならば、通常ゲート絶
縁11U6aの厚みはl11間絶縁膜6bの厚みに比べ
てかなり薄く、例えば−殻内なパワーMO8FET素子
におけるゲート絶縁aaa、層問絶縁膜6bはそれぞれ
1000人、  10000人程度であるので、上記の
ような場合、厚みの薄いゲート絶縁膜6aがまず破壊さ
れるからである。したがって、GSS絶縁破壊耐量向上
させるという見地からは、ゲート絶縁II!6aの厚み
を大きくすることが好ましい。
しかしながら、近年低電圧でパワーMO8FET素子の
制御を行うことができるものが開発され、ゲート絶縁膜
6aがそれに伴って薄く形成されるようになり、GS絶
縁破壊耐量が低下するという問題が生じている。特に、
パワーMO8FET素子とその他のバイポーラトランジ
スタ等とを同一パッケージに組込んだ高付加価値のモジ
ュール製品を製造する場合、上記のようにゲート絶縁膜
の厚み低減に伴うGSS絶縁破壊耐量低下が発生して、
パワーMO8FET素子に不具合が発生すると、単にパ
ワーM OS F L: 1’素子が使用不可能となる
という問題にとどまるだけでなく、このパワーMO8F
ET素子を含むモジュール製品全体が使用不可能となり
、モジュール製品の歩留が低下するという問題がある。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、GS絶縁破壊耐量が大きく高信頼性の半導体5
A@を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、一方面上に第1電楊と絶縁層を介して制御
電極とが形成される一方、他方面上に第2電極が形成さ
れ、前記制御電極に印加される電位により前記第1およ
び第2電極間の導通・非導通が制御される絶縁ゲート型
の半導体装置であって、前記一方面側に設けられて前記
第1電極と前記制御電極との間に電気接続され、前記絶
縁層にV積されたチャージをディスチャージする抵抗体
を備えている。
〔作用〕
この発明における半導体装置は、第1電極と制m電極と
の間に抵抗体が電気接続され絶縁層に蓄積されたチャー
ジを前記抵抗体を介してディスチャージし、前記第1電
極と第2電極との間の絶縁耐量を向上させている。
〔実施例〕
第1図はこの発明にかかる半導体装置の一実施例を示す
断面図である。同図に示すように、実使用においては半
導体基板にパワーMO8FET素子1aを複数設け、ソ
ース電極層80によりこれら複数のパワーM OS F
 E 1’素子1aを並列接続して、1つのパワーMO
8FET1を形成している。
また、適当な位置にポンディングパッドを設け、パワー
Mo5t:Erlの適当な部位と電気的に接続している
。すなわち、N 層3の上層部の一部にP領域10を形
成し、絶縁層6を介してP領域10上にゲート用ポンデ
ィングパッド11が形成されている。ここで、ゲート用
ポンディングパッド11に対応するN  Ji13に1
〕領域10を設けている理由は、第1図中の領域aにお
ける電界集中の緩和と、ボンディング工程時にパワーM
 OS 、FETIに与えられるダメージの軽減を図る
ためである。そして、図示を省略する配線手段によりゲ
ート用ポンディングパッド11と各ゲート電極7とを電
気的に接続し、さらにワイヤボンディング工程において
ゲート用ポンディングパッド11とリードフレーム(図
示省略)とをアルミma等のボンディングワイヤ(図示
省略)により電気的に接続し、これらゲート用ポンディ
ングパッド11゜ボンディングワイヤ、リードフレーム
および配線手段を介して、外部から適当な電位がゲート
電極7に供給されるように構成されている。
また、ソース電極層80の適当な位置にソース用ボンデ
ィング領域(図示省略)を設け、さらにワイヤボンディ
ング工程においてソース用ボンディング領域とリードフ
レーム(図示省略)とをアルミ細線等のボンディングワ
イヤ(図示省略)により電気的に接続している。そして
、これらソース電極層80.ボンディングワイヤおよび
リードフレームを介して、外部から適当な電位がP領域
4およびN+領域5の両方に供給されるように構成され
ている。
また、P領域10の表面領域の一部にN型ポリシリコン
!113が形成され、コンタクトホール14を介してゲ
ート用ポンディングパッド11と電気的に接続されてい
る。なお、同図への図示を省略したが、P領域10は絶
縁層6の所定位置に設けられたコンタクトホールを介し
てソース電極層80と電気的に接続されている。
また、P領域10上に位置する絶縁層6にポリシリコン
等からなる抵抗体15が設けられており、抵抗体15の
一方端とゲート用ボンデンイグバッド11とが電気的に
接続されるとともに、抵抗体15の他方端とソース?f
f極層80とが電気的に接続されている。これにより、
抵抗体15を介してゲート用ポンディングパッド11と
ソース電極層80とが電気的に接続されている。
第2図は第1図の等何回路を示す回路図である。
同図において、16はN+層2.N−層3.P領[4,
N+領115.絶縁層6.ゲート電極7.ソース電極層
80およびドレイン電極9とで構成されたパワーMO8
F E Tであり、17はN型ポリシリコン13とP領
域10とで構成されたダイオードである。
上記のようにパワーMO8FET16のゲート電極7−
ソース電極層80間にダイオード17が接続されること
により、従来より周知のように、ダイオード17がクラ
ンプダイオードとして作用し、絶縁層6の絶縁破壊が防
止される。
また、絶縁J!16に蓄積されたプラス電荷はゲート電
極7から抵抗体15を介してソース電極1180に流れ
、ディスチャージされるために、絶縁層6の破壊が防止
され、GS絶縁破壊耐岱が大きくなり、そのパワーMO
8FET16の信頼性が向上する。
なお、上記実施例では、第2図に示すように、ゲート電
極7−ソース電極層80間にダイオード17と抵抗体1
5とをそれぞれ電気接続した場合について説明したが、
抵抗体15のみをゲート電極7−ソース電極M80間に
電気接続した場合でも上記と同様に絶縁層6に蓄積され
たチャージが抵抗体15を介してディスチャージされ、
充分な絶縁層6の破線防止が得られることは言うまでも
ない。
また、上記実施例ではゲート用ボンデンイグパッド11
近傍に抵抗体15とN型ポリシリコン13とPfri域
10とで構成されるダイオード17とを設けたが、抵抗
体15およびダイオード17を設ける位置はこれに限定
されるものではなく、要は適当な位置に抵抗体とダイオ
ードとを設け、第2図に示すように、ゲート電極7−ソ
ース電極80間に抵抗体とダイオードとの並列体を電気
接続すればよい。
また、上記実施例ではNチャネルパワーMO8FET1
の場合について説明したが、この発明はPチャネルパワ
ーM OS F E ’rにも適用することができる。
また、上記実施例ではパワーMO8FETについて説明
したが、他の絶縁ゲート型半導体装置、例えば絶縁ゲー
ト型バイポーラトランジスタに本発明を適用することも
可能であり、上記と同様に、絶縁ゲート型バイポーラト
ランジスタの絶縁破壊耐量を向上させることができる。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、第1電極と制御電極と
の間に抵抗体を電気接続絶縁層に蓄積されたチャージを
前記抵抗体を介してディスチャージするように構成した
ので、第1電極と制御電極との間の絶縁耐量が大きくす
ることができ、その信頼性を高めることができる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかる半導体装置であるパワーMO
3FETを示す断面図、第2図は第1図の部分等価回路
を示す回路図、第3図はパワーMO3FET素子を示す
断面図、第4図は従来の半導体装置の使用例を示す等価
回路図、第5図は時間に対するゲート−ソースM極間の
電圧変化を示す図である。 図において、6は絶縁層、7はゲート電極、9はコレク
タ電極、15は抵抗体、80はソース電極層である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 第2図 第3図 代理人   大  岩  増  雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一方面上に第1電極と絶縁層を介して制御電極と
    が形成される一方、他方面上に第2電極が形成され、前
    記制御電極に印加される電位により前記第1および第2
    電極間の導通・非導通が制御される絶縁ゲート型の半導
    体装置であって、前記一方面側に設けられて前記第1電
    極と前記制御電極との間に電気接続され、前記絶縁層に
    蓄積されたチャージをディスチャージする抵抗体を備え
    たことを特徴とする半導体装置。
JP63295221A 1988-11-22 1988-11-22 半導体装置 Expired - Lifetime JP2500938B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63295221A JP2500938B2 (ja) 1988-11-22 1988-11-22 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63295221A JP2500938B2 (ja) 1988-11-22 1988-11-22 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02140981A true JPH02140981A (ja) 1990-05-30
JP2500938B2 JP2500938B2 (ja) 1996-05-29

Family

ID=17817774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63295221A Expired - Lifetime JP2500938B2 (ja) 1988-11-22 1988-11-22 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2500938B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6069398A (en) * 1997-08-01 2000-05-30 Advanced Micro Devices, Inc. Thin film resistor and fabrication method thereof
JP2005123340A (ja) * 2003-10-15 2005-05-12 Rohm Co Ltd 半導体装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55141748A (en) * 1979-04-20 1980-11-05 Sony Corp Thin film resistor for mos field effect transistor
JPS60171771A (ja) * 1984-02-17 1985-09-05 Hitachi Ltd 絶縁ゲ−ト半導体装置
JPS62186565A (ja) * 1986-02-12 1987-08-14 Mitsubishi Electric Corp 電界効果型半導体装置
JPS62211954A (ja) * 1986-03-13 1987-09-17 Matsushita Electronics Corp 半導体装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55141748A (en) * 1979-04-20 1980-11-05 Sony Corp Thin film resistor for mos field effect transistor
JPS60171771A (ja) * 1984-02-17 1985-09-05 Hitachi Ltd 絶縁ゲ−ト半導体装置
JPS62186565A (ja) * 1986-02-12 1987-08-14 Mitsubishi Electric Corp 電界効果型半導体装置
JPS62211954A (ja) * 1986-03-13 1987-09-17 Matsushita Electronics Corp 半導体装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6069398A (en) * 1997-08-01 2000-05-30 Advanced Micro Devices, Inc. Thin film resistor and fabrication method thereof
JP2005123340A (ja) * 2003-10-15 2005-05-12 Rohm Co Ltd 半導体装置
JP4618767B2 (ja) * 2003-10-15 2011-01-26 ローム株式会社 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2500938B2 (ja) 1996-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4631565A (en) MISFET with input amplifier
US5079608A (en) Power MOSFET transistor circuit with active clamp
JP3243902B2 (ja) 半導体装置
US6069372A (en) Insulated gate type semiconductor device with potential detection gate for overvoltage protection
US5610426A (en) Semiconductor integrated circuit device having excellent dual polarity overvoltage protection characteristics
US5341003A (en) MOS semiconductor device having a main unit element and a sense unit element for monitoring the current in the main unit element
US8294206B2 (en) Integrated circuit device and method for its production
US4811155A (en) Protection circuit for a semiconductor integrated circuit having bipolar transistors
US4686551A (en) MOS transistor
US6759692B1 (en) Gate driver with level shift circuit
JPH0758782B2 (ja) 半導体装置
US6778366B2 (en) Current limiting protection circuit
US5089871A (en) Increased voltage mos semiconductor device
US5034790A (en) MOS transistor with semi-insulating field plate and surface-adjoining top layer
JP3489404B2 (ja) 絶縁ゲート型半導体装置
JP2996722B2 (ja) 一体型esd保護を備えたnmos素子
JPH0266975A (ja) 半導体装置
JP2003101025A (ja) 半導体装置
JP3505220B2 (ja) 絶縁ゲート型半導体装置
JPS6145393B2 (ja)
JP3612226B2 (ja) 半導体装置及び半導体モジュール
EP0691687B1 (en) Vertical MOS semiconductor device
JPH02140981A (ja) 半導体装置
JP3105815B2 (ja) 半導体集積回路装置
JPH0254969A (ja) Mos型半導体装置