JPH02210862A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH02210862A
JPH02210862A JP1029794A JP2979489A JPH02210862A JP H02210862 A JPH02210862 A JP H02210862A JP 1029794 A JP1029794 A JP 1029794A JP 2979489 A JP2979489 A JP 2979489A JP H02210862 A JPH02210862 A JP H02210862A
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JP
Japan
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type layer
semiconductor device
semiconductor
current
type
Prior art date
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Pending
Application number
JP1029794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeaki Okabe
岡部 健明
Mitsuzo Sakamoto
光造 坂本
Toyomasa Koda
幸田 豊正
Koichiro Satonaka
里中 孝一郎
Yasuhiro Nunokawa
康弘 布川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1029794A priority Critical patent/JPH02210862A/en
Publication of JPH02210862A publication Critical patent/JPH02210862A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To inhibit the operation of a parasitic bipolar transistor and to prevent the generation of a latch-up and the like by a method wherein an element, in which a current is made to flow, is formed in the vicinity of a region, which is formed from the surface of a semiconductor substrate toward the interior of the substrate. CONSTITUTION:A p-type layer 5, which is used as a substrate for an insulated gate field-effect transistor (a MOSFET), and a p-type layer 5' to form an element, in which a current is made to flow, are formed by an ion implantation using polysilicon gates 8 as masks and source regions 6 are similarly formed by diffusion using the gates 8 as masks. After these processes, part of a silicon surface is exposed, platinum is deposited and is transformed into a silicide to form a Schottky junction. For the formation of an electrode 9, such as a source electrode, a substrate electrode or the like, Al is used. Here, the Schottky junction is formed of a silicide electrode 11 and an n-type layer 7 and works as the element, in which a current is made to flow. Thereby, the operation of a parasitic bipolar transistor can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、モータ等を駆動するHブリッジ回路を構成す
る半導体装置に関する。特に、MOSFETで構成した
Hブリッジ回路を半導体チップに集積する、半導体集積
回路に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor device that constitutes an H-bridge circuit that drives a motor or the like. In particular, the present invention relates to a semiconductor integrated circuit in which an H-bridge circuit composed of MOSFETs is integrated on a semiconductor chip.

【従来の技術1 「テクニカル ダイジェスト オブ エレクトロン デ
バイシズ ミーティング第33巻、第3号、第766頁
、1987年(Technical Digestof
 Electron Devices Meeting
、 33 、 3 、  pp。 766から768.1987) Jに示されているよう
な従来の高耐圧ICの大電流パワーMO8FETは、高
抵抗のp型基体の上に形成され、ドレイン電流は外部端
子から埋込まれた低抵抗のn型層を通してソースへ流れ
る。 一般に、誘導性負荷の場合にはドレイン電位がソース電
位より低くなる場合がある。この場合、MOSFETの
基板・ドレイン間ダイオードおよびp型基体・ドレイン
間ダイオードを通して電流が流れる。後者の電流は、p
型基体抵抗の電位降下により基体の電位を接地電位以下
とするため。 分離のためのpn接合が順バイアスされ、ラッチアップ
を引き起こす危険性がある。 さらに、他の高耐圧ICの大電流パワーMO8FETは
、上記文献768頁に示されているように、低抵抗のn
型基体の上に形成され、小信号素子およびロジック素子
は埋め込まれたp型層で分離された領域に形成されてい
た。しかも、p型層は接地電位で使用されるため、上記
文献1図2に示されているnpnトランジスタのコレク
タをエミッタ、分離用のp型層をベース、基体のn型層
をコレクタとする寄生バイポーラトランジスタが活性化
する可能性があった。この寄生バイポーラトランジスタ
動作は、半導体集積回路の動作の点からは好ましいもの
ではない。 また、電子回路のなかにはパワーMO5FETを複数個
使う用途も多い1例えば、モータ駆動で用いるHブリッ
ジ回路では、基本回路としてはプルアップ素子とプルダ
ウン素子の2ケのパワーMO8FETが必要となる。上
記文献では、これらの点については考慮されていなかっ
た。 【発明が解決しようとする課題1 上記のように、高抵抗のp型基体の上にパワーMO8F
ETを形成した場合は分離用のpn接合が順バイアスさ
れてラッチアップを生じて、半導体素子本来の動作を妨
げる問題点があった。 また、低抵抗のn型基体の上にパワーMOSFETを形
成した場合は寄生バイポーラトランジスタが活性化して
、半導体素子本来の動作を妨げる問題点があるばかりで
なく、モータ開動等に用いるHブリッジ回路に用いるプ
ルダウン素子としてのパワーMO8FETが形成できな
い問題点もあった・ 即ち、プルダウン素子として、大きなパワーMO8を分
離領域内に形成すると、寄生バイポーラトランジスタ動
作が生じ易くり、かつ、電流引出の為のn型埋込層の抵
抗によりパワーMO8の基体ドレイン間ダイオードに流
れる電流に不均性が生じる。 本発明の目的は、前記問題点を解決する為になされたも
ので、第一の目的は寄生バイポーラトランジスタ動作を
抑制し、ラッチアップ等の発生を防止することである。 他の目的は、他の素子から完全に分離されたパワーMO
5を同一チップ上に形成し、Hブリッジ等の半導体駆動
回路を形成することである。さらに他の目的は上記半導
体集積回路を用いて、高能率の、低コスト駆動回路を提
供することである。 【課題を解決するための手段1 上記目的を達成するために、MOSFETのドレイン電
位がソース電位より低下した場合に、ソースから電流を
流入させる素子を、ドレインの引出し電極の近傍に形成
し、基体からの電流の流入を防ぐ、さらに、上記目的を
達成するために、n型基体上に他からp型層で分離され
た領域を形成し、その中にパワーMO8を形成し、かつ
p型層に接してn型領域を形成し、これらのp型層およ
びn型層を電気的に短絡することで、寄生バイポーラト
ランジスタ動作を抑制する。 また、パワーMO8の基体ドレイン間のダイオードが順
バイアスされた時に1分離のためのp型層に注入される
正孔電流とp型層の抵抗による電位降下をできるかぎり
小さくする。そのために、パワーMO8の基体ドレイン
間のダイオードが順バイアスされた時、順バイアス電圧
を低下させるための電流注入素子を分離用p型層の外部
端子の近傍に形成する。 さらに、少数キャリヤである正孔の注入量を低減するた
めに、p型、n型を短絡した素子、あるいはショットキ
ー接合を注入用素子として用いる。 また、効率の良い、かつ低コストの駆動回路を形成する
ためには、n型基体上に形成されたパワーMO8と、p
型層で分離された領域に形成されたパワーMO8を、各
々プルアップ素子、プルダウン素子として用い、分離用
のp型層はプルダウン素子のドレインと接続して用いる
。 以上の結果、寄生バイポーラトランジスタ動作を抑制出
来、高能率、低コストの駆動回路の提供が可能となる。 【作用】 本発明の第一の手段である、電流注入用の素子をドレイ
ン端子近傍に形成することは、基体からドレインへの注
入電流量を低減し、従って基体電位の変動を抑制する効
果がある。 本発明の第二の手段である、プルダウン素子のドレイン
と分離用のp型層を短絡することは、分離用のp型層へ
の正孔の注入量を少なくする点で、寄生バイポーラトラ
ンジスタ動作を抑制する効果がある。 本発明の第三の手段である。パワーMO8の基体ドレイ
ン間のダイオードが順バイアスされた時、順バイアス電
圧を低下させるの電流注入用の素子を分離用p型層の外
部端子の近傍に形成することは、寄生抵抗による電位降
下を低減するため、寄生バイポーラトランジスタ動作を
抑制する効果がある。 本発明の第四の手段である、電流注入素子として、p型
層及びn型層を短絡して用いること、あるいはショット
キー接合を用いることは、同様に正孔の注入量を低減す
る点で効果がある。 また、n型基体上に形成されたパワーMO8と。 p型層で分離された領域に形成されたパワーMO8を、
各々プルアップ素子、プルダウン素子として用いること
は、プルアップ素子の低損失化の点で望ましく、従って
電源利用効率の良い、駆動回路が提供可能となる。
[Conventional technology 1 "Technical Digest of Electron Devices Meeting Vol. 33, No. 3, Page 766, 1987"
Electron Devices Meeting
, 33, 3, pp. 766 to 768.1987) A conventional high-current power MO8FET of a high-voltage IC, as shown in J. flows to the source through the n-type layer. Generally, in the case of an inductive load, the drain potential may be lower than the source potential. In this case, current flows through the substrate-drain diode and the p-type substrate-drain diode of the MOSFET. The latter current is p
To lower the potential of the base body below the ground potential due to the potential drop of the mold base resistance. There is a risk that the pn junction for isolation will be forward biased and cause latch-up. Furthermore, as shown on page 768 of the above-mentioned document, the large current power MO8FET of other high voltage ICs has a low resistance n
The small signal elements and logic elements were formed in regions separated by a buried p-type layer. Moreover, since the p-type layer is used at ground potential, parasitic parasitics occur in which the collector of the npn transistor shown in the above-mentioned document 1 and Figure 2 is used as the emitter, the p-type layer for isolation is used as the base, and the n-type layer of the substrate is used as the collector. There was a possibility that the bipolar transistor would be activated. This parasitic bipolar transistor operation is not preferable from the viewpoint of the operation of the semiconductor integrated circuit. Furthermore, in many electronic circuits, a plurality of power MO5FETs are used. For example, in an H-bridge circuit used for driving a motor, two power MO8FETs, a pull-up element and a pull-down element, are required as a basic circuit. In the above-mentioned document, these points were not taken into consideration. Problem to be Solved by the Invention 1 As mentioned above, power MO8F is placed on a high resistance p-type substrate.
When an ET is formed, there is a problem in that the isolation pn junction is forward biased and latch-up occurs, which impedes the original operation of the semiconductor element. In addition, when a power MOSFET is formed on a low-resistance n-type substrate, a parasitic bipolar transistor becomes activated, which not only causes the problem of interfering with the original operation of the semiconductor element, but also causes problems in the H-bridge circuit used for motor opening, etc. There was also a problem that a power MO8FET could not be formed as a pull-down element to be used. That is, if a large power MO8 was formed as a pull-down element in the isolation region, parasitic bipolar transistor operation would easily occur, and the n Due to the resistance of the mold buried layer, non-uniformity occurs in the current flowing through the base-drain diode of the power MO8. The object of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the first object is to suppress the operation of parasitic bipolar transistors and prevent the occurrence of latch-up and the like. The other purpose is to completely isolate the power MO from other elements.
5 on the same chip to form a semiconductor drive circuit such as an H bridge. Still another object is to provide a highly efficient, low-cost drive circuit using the semiconductor integrated circuit described above. [Means for Solving the Problems 1] In order to achieve the above object, an element that allows current to flow from the source when the drain potential of the MOSFET becomes lower than the source potential is formed near the drain extraction electrode, and Furthermore, in order to achieve the above object, a region separated from others by a p-type layer is formed on the n-type substrate, a power MO8 is formed in the region, and a p-type layer is formed in the region. By forming an n-type region in contact with the p-type layer and electrically short-circuiting the n-type layer, parasitic bipolar transistor operation is suppressed. Further, when the diode between the base and drain of the power MO8 is forward biased, the hole current injected into the p-type layer for one separation and the potential drop due to the resistance of the p-type layer are made as small as possible. To this end, a current injection element is formed near the external terminal of the isolation p-type layer to reduce the forward bias voltage when the diode between the base and drain of the power MO8 is forward biased. Furthermore, in order to reduce the amount of holes that are minority carriers injected, an element in which p-type and n-type are short-circuited, or a Schottky junction is used as an injection element. In addition, in order to form an efficient and low-cost drive circuit, it is necessary to combine the power MO8 formed on the n-type substrate and the p
The power MOs 8 formed in regions separated by a type layer are used as a pull-up element and a pull-down element, respectively, and the p-type layer for isolation is connected to the drain of the pull-down element. As a result of the above, parasitic bipolar transistor operation can be suppressed, and a highly efficient, low-cost drive circuit can be provided. [Function] Forming the current injection element near the drain terminal, which is the first means of the present invention, reduces the amount of current injected from the substrate to the drain, and therefore has the effect of suppressing fluctuations in the substrate potential. be. The second means of the present invention, which is to short-circuit the drain of the pull-down element and the isolation p-type layer, reduces the amount of holes injected into the isolation p-type layer, and reduces the parasitic bipolar transistor operation. It has the effect of suppressing This is the third means of the present invention. When the diode between the base and drain of the power MO8 is forward biased, forming a current injection element that lowers the forward bias voltage near the external terminal of the isolation p-type layer reduces the potential drop due to parasitic resistance. This has the effect of suppressing parasitic bipolar transistor operation. The fourth means of the present invention, which is to short-circuit the p-type layer and the n-type layer or to use a Schottky junction as the current injection element, similarly reduces the amount of holes injected. effective. Also, a power MO8 formed on an n-type substrate. Power MO8 formed in a region separated by a p-type layer,
It is desirable to use them as a pull-up element and a pull-down element, respectively, from the viewpoint of reducing the loss of the pull-up element, and therefore it is possible to provide a drive circuit with high power utilization efficiency.

【実施例】【Example】

第1図は、本発明の第一の実施例の半導体装置の断面構
造を示す0本実施例は大電流を扱うことができるMOS
FETを含む半導体集積回路を構成するのに適している
。以下、本発明の製造法を第1図を用いて説明する。 まず、低濃度のp型基体1の表面からアンチモンを拡散
した領域3を形成した後、エピタキシャル成長により抵
抗率1Ω国、9μm厚さのn型層7を形成する。さらに
、n型層を分離するためのp型層2、埋込層3を表面の
電極に接続するためのn型層4を、各々拡散で形成する
。IQ3nmのシリコン酸化膜の上にポリシリコン・ゲ
ート8を形成した後1M08FETの基体となるp型層
5および電流を流入させる素子を形成するp型層5′を
、ポリシリコン・ゲート8をマスクとするイオン打込み
により形成する。ソース領域6を、同様にポリシリコン
・ゲート8をマスクとして拡散で形成する。 以上の工程の後、シリコン表面の一部を露出させ、白金
を蒸着しシリサイド化してショットキー接合を形成する
。ソース、基板等の電極はA1を用いた。ここでシリサ
イド電極11とn型層7はショットキー接合を形成し、
電流を流入させる素子として働く。 第1図に於て、ソースを接地し、ドレインに誘導性負荷
を接続して動作させた場合には、ドレインはソース電位
以下となりうる。この場合、シリサイド電極11とn型
エピタキシャル層7との間に電子電流が注入され、ドレ
イン電位の低下を防ぐ。ショットキー接合は内部電位降
下がpn接合よりも低いので、基体・ドレイン間ダイオ
ードには大きな電圧は印加されず、従って基体からドレ
インへの電流も低減され、ラッチアップが防止される。 第2図は、本発明の第二の実施例の断面構造を示したも
のである0本実施例の製造法は第一の実施例とほぼ同様
であるが、電流注入用素子として、p型層5=の中に、
n型N12を形成し、p型層5=とn型層12をAI電
極10で接続して用いた。 以上によりn型層12をコレクタ、p型層5zをベース
、n型層7をエミッタとするnpnトランジスタのコレ
クタとベースとが短絡されているため、このトランジス
タはダイオードとして動作し、ベース電流に電流増幅率
をかけた値の電子電流が、このトランジスタのコレクタ
、エミッタ経路にながれる。従って、誘導性負荷により
ドレイン電位がソース電位以下に低下しても、ソース・
ドレイン間には主として上記ダイオード動作によるnp
nトランジスタの電子電流が流れ、ドレイン・基体間の
電流は低減される。即ち、基体の電位変化は低く抑えら
れるため、ラッチアンプが防止される。 第3図は、本発明の第三の実施例の断面構造を示したも
のである。以下1本実施例の製造法を説明する。 まず、高濃度のn型基体13上に、17μm厚さの低濃
度p型エピタキシャル層14を形成する。 次に、p型層14の表面からアンチモンを拡散しn型層
15.15’ を形成した後、エピタキシャル成長によ
り抵抗率1pcm、9μm厚さのn型層16.162を
形成する。さらに、n型層を分離するためのp型層20
、埋込層3を表面の電極に接続するためのn型層19.
19’ を、各々拡散で形成する。ポリシリコン・ゲー
ト21を形成した後1M08FETの基体となるp型層
および電流を流入させる素子を形成するp型層17を、
ポリシリコン・ゲート21をマスクとするイオン打込み
により形成する。ソース領域18を、同様にポリシリコ
ン・ゲート8をマスクとした拡散で形成する。 以上の工程の後、シリコン表面の一部を露出させ、AI
を蒸着し電極を形成する。本実施例の場合は、p型層1
7とn型層16はpn接合を形成し、電流注入の素子と
して働く。MOSFETのドレインは電極23に接続さ
れており、電極24には最高電位を、電極22は接地電
位を印加して用いる。 本構造では、第4図に示すような寄生抵抗R1゜R2,
R1’ 、R2’ 、寄生バイポーラトランジスタQl
、Q2等が存在する。 本実施例の素子を第5図に示すように、誘導性負荷を駆
動するハーフブリッジ回路のプルダウン素子として用い
る場合は、フリーホイール・ダイオードD2としてはM
OSFETの基板・ドレイン間ダイオードとp型層17
とn型層16からなるpn接合ダイオードを用いる。 第5図において、M2が非導通の場合の寄生素子を含め
た等価回路は第6図のように表現できる。 第6図において、誘導性負荷のためドレイン電位がソー
ス電位よりも低くなった場合、MOSFETの基板・ド
レイン間ダイオード電流は抵抗R1’、R1を通して流
れ、電極23から負荷りへ供給される。この場合、MO
SFETの基板・ドレイン間ダイオード電流が大きいと
抵抗R1’の電位降下により、寄生バイポーラトランジ
スタQ2が導通してしまう、従って、p型層17から電
流を供給するのが望ましい、但し、この場合は寄生バイ
ポーラトランジスタQ1の電流増幅率は小さくなければ
ならない。 ここで、全ての電流がQlを通して供給されると仮定す
れば、Q2が導通しない条件として次式が成立つ。 R2≦0.7/ Icp + R1/ hpE(Ql)
  ””・・(1)ここでIcpはQlのコレクタ電流
、 h FE(Ql)はQlの電流増幅率である。電流
の如何にかかわらず(1)式が成立するためには、(2
)式が成立しなければならない。 hFE(Ql) < R1/ R2・・・・・・(2)
即ち、上式のように素子の定数を設定すれば、寄生バイ
ポーラトランジスタが動作することを防止出来、従って
効率の良い半導体装置が供給できる。 第7図は、本発明の第四の実施例の断面構造を示したも
のである。本実施例の製造法は第三の実施例と同様であ
るが、電流注入用の素子として、さらにだい2図のn型
層12と同様のn型層26を形成しである。本実施例の
特徴は、第三の実施例のように、注入電流を正孔電流で
行わないで、主として電子電流で行う点にある。従って
、第6図に示したQ2はさらに導通し難くなる。本実施
例では、電流注入素子としてpn接合を用いたが。 シミツトキー接合をもちいればさらに効果が有ることは
、第一実施例においても説明した通りである。 第8図は1本発明の第五の実施例の断面構造を示したも
のである0本実施例の製造法は第三の実施例と同様であ
るが、本実施例では第四の実施例の素子に加えて、n型
基体27の上に直接MO8FETを形成している。n型
基体27のMOSFETはハーフブリッジのプルアップ
素子として最適である。 第9図は第五の実施例の半導体装置を2個用いて構成し
たHブリッジ型モータ駆動回路である。 フライホイール・ダイオードD12.D14は、本発明
第三〜第五の実施例で述べられている、プルダウン素子
M12.M14のドレイン近傍に形成された電流注入素
子である。本構成を用いると、効率の良い、低コストの
駆動回路が提供できる。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. This embodiment is a MOS that can handle a large current.
It is suitable for configuring a semiconductor integrated circuit including FET. The manufacturing method of the present invention will be explained below with reference to FIG. First, a region 3 in which antimony is diffused from the surface of a lightly doped p-type substrate 1 is formed, and then an n-type layer 7 having a resistivity of 1Ω and a thickness of 9 μm is formed by epitaxial growth. Furthermore, a p-type layer 2 for separating the n-type layer and an n-type layer 4 for connecting the buried layer 3 to the surface electrode are formed by diffusion. After forming a polysilicon gate 8 on a silicon oxide film with an IQ of 3 nm, a p-type layer 5 that will become the base of the 1M08FET and a p-type layer 5' that will form an element into which current flows are formed using the polysilicon gate 8 as a mask. Formed by ion implantation. Source region 6 is similarly formed by diffusion using polysilicon gate 8 as a mask. After the above steps, a part of the silicon surface is exposed, and platinum is deposited and silicided to form a Schottky junction. A1 was used for the electrodes of the source, substrate, etc. Here, the silicide electrode 11 and the n-type layer 7 form a Schottky junction,
Works as an element that allows current to flow. In FIG. 1, when the source is grounded and the drain is operated with an inductive load connected, the drain can be lower than the source potential. In this case, an electron current is injected between the silicide electrode 11 and the n-type epitaxial layer 7 to prevent the drain potential from decreasing. Since the internal potential drop of the Schottky junction is lower than that of the pn junction, no large voltage is applied to the diode between the substrate and the drain, so the current flowing from the substrate to the drain is also reduced and latch-up is prevented. FIG. 2 shows the cross-sectional structure of a second embodiment of the present invention. The manufacturing method of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but as a current injection element, a p-type In layer 5=,
An n-type N12 was formed, and the p-type layer 5= and the n-type layer 12 were connected by an AI electrode 10. As described above, the collector and base of the npn transistor, which has the n-type layer 12 as the collector, the p-type layer 5z as the base, and the n-type layer 7 as the emitter, are short-circuited, so this transistor operates as a diode, and current flows into the base current. An electron current multiplied by the amplification factor flows through the collector-emitter path of this transistor. Therefore, even if the drain potential drops below the source potential due to an inductive load, the source
There is an np between the drains mainly due to the diode operation described above.
The electron current of the n-transistor flows, and the current between the drain and the substrate is reduced. That is, since the change in the potential of the base body is suppressed to a low level, latch amplifier is prevented. FIG. 3 shows a cross-sectional structure of a third embodiment of the present invention. The manufacturing method of this example will be explained below. First, a lightly doped p-type epitaxial layer 14 having a thickness of 17 μm is formed on a heavily doped n-type substrate 13 . Next, after antimony is diffused from the surface of the p-type layer 14 to form an n-type layer 15.15', an n-type layer 16.162 having a resistivity of 1 pcm and a thickness of 9 μm is formed by epitaxial growth. Furthermore, a p-type layer 20 for separating the n-type layer
, an n-type layer 19 for connecting the buried layer 3 to the surface electrode.
19' are each formed by diffusion. After forming the polysilicon gate 21, the p-type layer 17 that forms the base of the 1M08FET and the element into which current flows are formed.
It is formed by ion implantation using polysilicon gate 21 as a mask. Source region 18 is similarly formed by diffusion using polysilicon gate 8 as a mask. After the above steps, a part of the silicon surface is exposed and the AI
is deposited to form an electrode. In the case of this embodiment, p-type layer 1
7 and the n-type layer 16 form a pn junction and function as a current injection element. The drain of the MOSFET is connected to an electrode 23, the highest potential is applied to the electrode 24, and the ground potential is applied to the electrode 22. In this structure, the parasitic resistances R1°R2,
R1', R2', parasitic bipolar transistor Ql
, Q2, etc. exist. As shown in FIG. 5, when the device of this embodiment is used as a pull-down device in a half-bridge circuit that drives an inductive load, the freewheeling diode D2 is
OSFET substrate-drain diode and p-type layer 17
A pn junction diode consisting of an n-type layer 16 is used. In FIG. 5, an equivalent circuit including parasitic elements when M2 is non-conductive can be expressed as shown in FIG. In FIG. 6, when the drain potential becomes lower than the source potential due to an inductive load, the diode current between the substrate and drain of the MOSFET flows through the resistors R1' and R1 and is supplied from the electrode 23 to the load. In this case, M.O.
If the diode current between the substrate and drain of the SFET is large, the parasitic bipolar transistor Q2 becomes conductive due to the potential drop across the resistor R1'. Therefore, it is desirable to supply the current from the p-type layer 17. However, in this case, the parasitic bipolar transistor Q2 becomes conductive. The current amplification factor of bipolar transistor Q1 must be small. Here, assuming that all the current is supplied through Ql, the following equation holds true as a condition for Q2 not to conduct. R2≦0.7/Icp+R1/hpE(Ql)
"" (1) Here, Icp is the collector current of Ql, and h FE (Ql) is the current amplification factor of Ql. In order for equation (1) to hold regardless of the current, (2
) must hold true. hFE(Ql) < R1/R2 (2)
That is, by setting the constants of the elements as shown in the above equation, it is possible to prevent the parasitic bipolar transistor from operating, thereby providing a highly efficient semiconductor device. FIG. 7 shows a cross-sectional structure of a fourth embodiment of the present invention. The manufacturing method of this embodiment is similar to that of the third embodiment, except that an n-type layer 26 similar to the n-type layer 12 shown in FIG. 2 is further formed as a current injection element. The feature of this embodiment is that unlike the third embodiment, the injection current is not performed using a hole current, but is mainly performed using an electron current. Therefore, Q2 shown in FIG. 6 becomes even more difficult to conduct. In this example, a pn junction was used as the current injection element. As explained in the first embodiment, the use of the Schmitt key junction provides further effects. 8 shows the cross-sectional structure of the fifth embodiment of the present invention. The manufacturing method of this embodiment is the same as that of the third embodiment, but in this embodiment, the fourth embodiment In addition to the above elements, an MO8FET is formed directly on the n-type substrate 27. The MOSFET of the n-type substrate 27 is optimal as a half-bridge pull-up element. FIG. 9 shows an H-bridge type motor drive circuit constructed using two semiconductor devices of the fifth embodiment. Flywheel diode D12. D14 is the pull-down element M12. described in the third to fifth embodiments of the present invention. This is a current injection element formed near the drain of M14. By using this configuration, an efficient and low-cost drive circuit can be provided.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上述べたように、本発明の半導体装置を用いれば、寄
生バイポーラトランジスタの動作が防止出来、効率の良
い、低コストの駆動回路が提供できる。
As described above, by using the semiconductor device of the present invention, the operation of the parasitic bipolar transistor can be prevented, and an efficient and low-cost drive circuit can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第一の実施例の半導体装置の断面構造
図、第2図は本発明の第二の実施例の半導体装置の断面
構造図、第3図は本発明の第三の実施例の半導体装置の
断面構造図、第4図は本発明の第三の実施例の半導体装
置における寄生素子の等価回路を、第5図は誘導性負荷
を駆動するハーフブリッジの回路図、第6図は誘導性負
荷を駆動するハーフブリッジ回路の寄生素子を含めた等
価回、路図、第7図は本発明の第四の実施例の半導体装
置の断面構造図、第8図は本発明の第五の実施例の半導
体装置の断面構造図、第9図は本発明の半導体装置を用
いて構成したモータ駆動用Hブリッジ回路の回路図であ
る。 符号の説明 1・・・p型基体、2・・・p型拡散層、3・・・n型
埋込層、5・・・p型拡散層、6・・・n型拡散層、7
・・・n型エピタキシャル層、8・・・ポリシリコン・
ゲート、9・・・AI電極、11・・・シリサイド層、
12・・・n型拡散層、13・・・n型基体、14・・
・p型層、15・・・n型埋込層、17・・・p型拡散
層、26・・・n型拡散層、27・・・n型基体、28
・・・p型エピタキシャル層、第3図 躬4.目 第1囚 第2目 第5図
1 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor device according to an embodiment, and FIG. 4 is an equivalent circuit of a parasitic element in a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. FIG. Fig. 6 is a circuit diagram of an equivalent circuit including parasitic elements of a half-bridge circuit that drives an inductive load, Fig. 7 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention, and Fig. 8 is a circuit diagram of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a circuit diagram of an H-bridge circuit for driving a motor constructed using the semiconductor device of the present invention. Explanation of symbols 1...p-type substrate, 2...p-type diffusion layer, 3...n-type buried layer, 5...p-type diffusion layer, 6...n-type diffusion layer, 7
... n-type epitaxial layer, 8... polysilicon.
Gate, 9... AI electrode, 11... Silicide layer,
12... n-type diffusion layer, 13... n-type substrate, 14...
-p-type layer, 15...n-type buried layer, 17...p-type diffusion layer, 26...n-type diffusion layer, 27...n-type substrate, 28
...p-type epitaxial layer, Fig. 3 4. Eye 1 Prisoner 2nd Eye Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、絶縁ゲート電界効果トランジスタ(MOSFETと
略記する)のチャネル領域が複数の部分に別れて存在し
、ドレイン電流が、主として表面から半導体基体内部に
向かって形成された領域及び基体内部に形成された高濃
度の領域を通して供給されるMOSFETを含む半導体
装置において、前記表面から半導体基体内部に向かって
形成された領域の近傍に電流を流入させる素子を形成し
たことを特徴とする半導体装置。 2、請求項第1項記載の半導体装置において、前記電流
を流入させる素子として、n型層表面に形成したショッ
トキー接合を含むことを特徴とする半導体装置。 3、請求項第1項記載の半導体装置において、前記電流
を流入させる素子として、p型層内にn型層を形成し、
p型層およびn型層を表面において接続した構造を含む
ことを特徴とする半導体装置。 4、絶縁ゲート電界効果トランジスタのチャネル領域が
複数の部分に別れて存在し、ドレイン電流が、主として
表面から半導体基体内部に向かって形成された領域及び
基体内部に形成された高濃度の領域を通して供給される
MOSFETを含む半導体装置において、前記半導体装
置がn型半導体基体上に形成され、構成要素である半導
体素子をn型半導体基体から分離する第1のp型層、該
p型層に接続された表面から形成された第2のp型層、
電流を取り出す為の第2のn型層、該n型層に接続され
た表面から形成された第3のn型層を含み、表面から形
成された第2のp型層および第2のn型層は表面におい
て電気的に接続され、半導体素子からの電流の流出領域
として動作させ、その近傍に電流を流入させる領域を形
成したことを特徴とする半導体装置。 5、請求項第4項記載の半導体装置において、前記電流
を流入させる領域として第3のn型層内に第3のp型層
を形成したことを特徴とする半導体装置。 6、請求項第4項記載の半導体装置において、前記電流
を流入させる領域として第3のn型層上にショットキー
接合を形成したことを特徴とする半導体装置。 7、請求項第4項記載の半導体装置において、前記電流
を流入させる領域として第3のn型層内に第3のp型層
を形成し、さらにp型層内に第4のn型層を形成し、第
3のp型層および第4のn型層を電気的に接続して用い
ることを特徴とする半導体装置。 8、請求項第5項記載の半導体装置において、第3のp
型層をエミッタ、第1のn型層をベース、第1のp型層
をコレクタとするバイポーラトランジスタの電流増幅率
を、第1のn型層のシート抵抗と第1のp型層のシート
抵抗の比よりも小さくしたことを特徴とする半導体装置
。 9、請求項第4項記載の半導体装置において、半導体装
置の構成要素である半導体素子が、メッシュ構造のゲー
ト電極を有するMOSFETからなることを特徴とする
半導体装置。 10、請求項第4項記載の半導体装置において、半導体
装置の構成要素である半導体素子が、ストライプ構造の
ゲート電極を有するMOSFETからなることを特徴と
する半導体装置。 11、請求項第4項記載の半導体装置において、構成要
素である第1の半導体素子が、第1および第2p型層で
分離された領域に形成されたMOSFETから成り、構
成要素である第2の半導体素子が、n型基体上に形成さ
れたMOSFETであることを特徴とする半導体装置。 12、請求項第10項記載の半導体装置において、第1
の半導体素子をプルダウン素子として、第2の半導体素
子をプルアップ素子として用いることを特徴とする半導
体装置。 13、請求項第1項〜第12項記載の半導体装置を用い
ることを特徴とする駆動回路。
[Claims] 1. The channel region of an insulated gate field effect transistor (abbreviated as MOSFET) exists in a plurality of parts, and the drain current mainly flows from the surface to the inside of the semiconductor substrate. A semiconductor device including a MOSFET supplied through a high-concentration region formed inside the semiconductor substrate, characterized in that an element is formed that causes a current to flow into the vicinity of the region formed from the surface toward the inside of the semiconductor substrate. Semiconductor equipment. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the element into which the current flows includes a Schottky junction formed on the surface of the n-type layer. 3. In the semiconductor device according to claim 1, an n-type layer is formed within the p-type layer as the element into which the current flows;
A semiconductor device comprising a structure in which a p-type layer and an n-type layer are connected at the surface. 4. The channel region of the insulated gate field effect transistor exists in multiple parts, and the drain current is mainly supplied through the region formed from the surface toward the interior of the semiconductor substrate and the high concentration region formed inside the substrate. A semiconductor device including a MOSFET, in which the semiconductor device is formed on an n-type semiconductor substrate, a first p-type layer separating a component semiconductor element from the n-type semiconductor substrate, and a first p-type layer connected to the p-type layer. a second p-type layer formed from a surface
A second n-type layer for extracting current, a third n-type layer formed from the surface connected to the n-type layer, a second p-type layer formed from the surface, and a second n-type layer formed from the surface. 1. A semiconductor device characterized in that the mold layer is electrically connected on the surface thereof, operates as a current outflow region from the semiconductor element, and forms a current inflow region in the vicinity thereof. 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein a third p-type layer is formed within the third n-type layer as a region into which the current flows. 6. The semiconductor device according to claim 4, wherein a Schottky junction is formed on the third n-type layer as the region into which the current flows. 7. In the semiconductor device according to claim 4, a third p-type layer is formed in the third n-type layer as a region into which the current flows, and further a fourth n-type layer is formed in the p-type layer. A semiconductor device characterized in that it is used by forming a third p-type layer and a fourth n-type layer and electrically connecting the third p-type layer and the fourth n-type layer. 8. The semiconductor device according to claim 5, wherein the third p
The current amplification factor of a bipolar transistor in which the type layer is the emitter, the first n-type layer is the base, and the first p-type layer is the collector is determined by the sheet resistance of the first n-type layer and the sheet resistance of the first p-type layer. A semiconductor device characterized by having a resistance ratio smaller than that of the resistance. 9. The semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor element which is a component of the semiconductor device is a MOSFET having a gate electrode with a mesh structure. 10. The semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor element which is a component of the semiconductor device is a MOSFET having a gate electrode in a stripe structure. 11. In the semiconductor device according to claim 4, the first semiconductor element as a component is composed of a MOSFET formed in a region separated by the first and second p-type layers, and the second semiconductor element as a component is A semiconductor device, wherein the semiconductor element is a MOSFET formed on an n-type substrate. 12. The semiconductor device according to claim 10, wherein the first
A semiconductor device characterized in that a semiconductor element is used as a pull-down element, and a second semiconductor element is used as a pull-up element. 13. A drive circuit characterized by using the semiconductor device according to claims 1 to 12.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5449936A (en) * 1991-11-25 1995-09-12 Sgs-Thompson Microelectronics Srl High current MOS transistor bridge structure
JP2009021289A (en) * 2007-07-10 2009-01-29 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Solenoid control unit
JP2015056634A (en) * 2013-09-13 2015-03-23 株式会社東芝 Semiconductor device
WO2018030008A1 (en) * 2016-08-12 2018-02-15 富士電機株式会社 Semiconductor integrated circuit

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5449936A (en) * 1991-11-25 1995-09-12 Sgs-Thompson Microelectronics Srl High current MOS transistor bridge structure
JP2009021289A (en) * 2007-07-10 2009-01-29 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Solenoid control unit
JP2015056634A (en) * 2013-09-13 2015-03-23 株式会社東芝 Semiconductor device
WO2018030008A1 (en) * 2016-08-12 2018-02-15 富士電機株式会社 Semiconductor integrated circuit
JPWO2018030008A1 (en) * 2016-08-12 2018-11-22 富士電機株式会社 Semiconductor integrated circuit
US10825812B2 (en) 2016-08-12 2020-11-03 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit
US11233052B2 (en) 2016-08-12 2022-01-25 Fuji Electric Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor integrated circuit

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