JPH02270367A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPH02270367A JPH02270367A JP1090579A JP9057989A JPH02270367A JP H02270367 A JPH02270367 A JP H02270367A JP 1090579 A JP1090579 A JP 1090579A JP 9057989 A JP9057989 A JP 9057989A JP H02270367 A JPH02270367 A JP H02270367A
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- semiconductor integrated
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 22
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- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
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Landscapes
- Element Separation (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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。
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]
本発明は、半導体集積回路装置に係り、特に、大電流を
取り扱うことが可能で、高集積化を行うことが可能な半
導体集積回路装置に関する。
取り扱うことが可能で、高集積化を行うことが可能な半
導体集積回路装置に関する。
[従来の技術]
近年、モータの制御、照明器具の制御等の技術分野にお
いて、パワーICに対する要求が高まっている。この種
パワーICとしての半導体集積回路装置は、負荷への電
力の供給をコントロールする、高耐圧(100V以上)
、大電流(LA以上)の素子からなる出力回路と、低電
圧、低電流の素子から成る制御回路とをモノリシックに
集積したものである。
いて、パワーICに対する要求が高まっている。この種
パワーICとしての半導体集積回路装置は、負荷への電
力の供給をコントロールする、高耐圧(100V以上)
、大電流(LA以上)の素子からなる出力回路と、低電
圧、低電流の素子から成る制御回路とをモノリシックに
集積したものである。
本発明は、このような半導体集積回路装置における出力
回路に関するものである。
回路に関するものである。
第4図(11)はこの種出力回路の一例を示す図であり
、図示出力回路は、高耐圧、大電流のnMO3FETI
、2によるインバータにより構成されている。そして、
通常、nMOsFET1を上アーム素子、nMOsFE
T2を下アーム素子と呼んでいる。
、図示出力回路は、高耐圧、大電流のnMO3FETI
、2によるインバータにより構成されている。そして、
通常、nMOsFET1を上アーム素子、nMOsFE
T2を下アーム素子と呼んでいる。
このような、複数個の大電流素子を備える回路を集積し
た半導体集積回路装置の従来技術が、例えば、l5PS
D’88 PP85〜95に記載されて知られている
。この従来技術は、縦形の1MO5FETを大電流素子
てして用いて構成されている。この素子は、pn接合に
よりその側面及び底面を囲むことにより、他の素子から
分離されており、また、素子のドレイン電極は、基板表
面に構成されている。
た半導体集積回路装置の従来技術が、例えば、l5PS
D’88 PP85〜95に記載されて知られている
。この従来技術は、縦形の1MO5FETを大電流素子
てして用いて構成されている。この素子は、pn接合に
よりその側面及び底面を囲むことにより、他の素子から
分離されており、また、素子のドレイン電極は、基板表
面に構成されている。
第2図は前述した従来技術による大電流素子を 。
誘電体分離基板に作成した例を示す断面図である。
第2図において、lは上アーム素子となるn M 0S
FET、2は下アーム素子となるnMOsFET、3
.3′はソース電極、4はヒートシンク、6.6′はド
レイン電極、7は多結晶Si基板支持体、8は埋め込み
層、9はSin、膜、10は単結晶St領領域ある。
FET、2は下アーム素子となるnMOsFET、3
.3′はソース電極、4はヒートシンク、6.6′はド
レイン電極、7は多結晶Si基板支持体、8は埋め込み
層、9はSin、膜、10は単結晶St領領域ある。
第2図に示す従来技術は、上アーム素子、下アーム素子
となるnMOsFETl及び2が単結晶Si領域10内
に、ソース電極3.3′、ドレイン電極6.6′を備え
て構成されている6単結晶Si領域10は、その底面及
び側面がSin、膜9により覆われ、多結晶Si基板支
持体7に保持されている。Sin、膜9は、絶縁膜であ
るため、素子間の電気的分離特性を向上させることがで
きる。
となるnMOsFETl及び2が単結晶Si領域10内
に、ソース電極3.3′、ドレイン電極6.6′を備え
て構成されている6単結晶Si領域10は、その底面及
び側面がSin、膜9により覆われ、多結晶Si基板支
持体7に保持されている。Sin、膜9は、絶縁膜であ
るため、素子間の電気的分離特性を向上させることがで
きる。
これにより、第2図に示す従来技術は、高耐圧分離化が
可能であり、ラッチアップを生じることがなく、耐ノイ
ズ性、高温での分離特性に優れているという利点を備え
るものである。
可能であり、ラッチアップを生じることがなく、耐ノイ
ズ性、高温での分離特性に優れているという利点を備え
るものである。
[発明が解決しようとする課M]
しかし、前記第2図で説明した従来技術は、ドレイン電
極6.6′が基板の表面に設けられておす、ドレインか
らの電流13が埋込層8を横方向に流れた後、素子表面
に向けて縦方向に流れることになり、横方向の抵抗成分
14の抵抗値が大きく、素子のオン抵抗が大きくなって
、素子の大電流化を図ることが困難であるという問題点
を有している。
極6.6′が基板の表面に設けられておす、ドレインか
らの電流13が埋込層8を横方向に流れた後、素子表面
に向けて縦方向に流れることになり、横方向の抵抗成分
14の抵抗値が大きく、素子のオン抵抗が大きくなって
、素子の大電流化を図ることが困難であるという問題点
を有している。
このように構成される素子のオン抵抗を小さくするため
に、素子面積を大きくすることが考えられるが、この場
合、半導体集積回路装置の集積度が悪化してしまうとい
う問題点を生じる。
に、素子面積を大きくすることが考えられるが、この場
合、半導体集積回路装置の集積度が悪化してしまうとい
う問題点を生じる。
また、前記第2図で説明した従来技術は、素子とヒート
シンク4との間に熱伝導率の小さい絶縁膜であるSin
、膜9が介在しているので、素子で発生する熱の放散が
悪く、充分な熱放散効果を得るためには素子面積を大き
くしなければならないという問題点があった。
シンク4との間に熱伝導率の小さい絶縁膜であるSin
、膜9が介在しているので、素子で発生する熱の放散が
悪く、充分な熱放散効果を得るためには素子面積を大き
くしなければならないという問題点があった。
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、集積
度を向上させ、かつ、大電流を扱うことのできるインバ
ータ回路を備えた半導体集積回路装置を提供することに
ある。
度を向上させ、かつ、大電流を扱うことのできるインバ
ータ回路を備えた半導体集積回路装置を提供することに
ある。
[課題を解決するための手段]
本発明によれば前記目的は、基板を貫通する単結晶領域
を有する誘電体分離基板を用い、この単結晶領域に、上
アーム素子あるいは下アーム素子となるnMOsFET
の一方を形成し、基板裏面にドレイン電極を設け、素子
が基板を貫通する構造とすることにより達成される。
を有する誘電体分離基板を用い、この単結晶領域に、上
アーム素子あるいは下アーム素子となるnMOsFET
の一方を形成し、基板裏面にドレイン電極を設け、素子
が基板を貫通する構造とすることにより達成される。
[作 用]
基板を貫通する単結晶領域に素子を形成し、基板の裏面
にドレイン電極を設けることにより、横方向の抵抗成分
がなくなり、その分、素子面積を小さくしても、オン抵
抗を増大させることがなく、かつ、チップ面積を従来技
術の場合より小さくすることができる。また、素子とヒ
ートシンクとの間にSin、膜等による絶縁膜がないた
め、熱放散性も向上する。
にドレイン電極を設けることにより、横方向の抵抗成分
がなくなり、その分、素子面積を小さくしても、オン抵
抗を増大させることがなく、かつ、チップ面積を従来技
術の場合より小さくすることができる。また、素子とヒ
ートシンクとの間にSin、膜等による絶縁膜がないた
め、熱放散性も向上する。
さらに、上アーム素子あるいは下アーム素子の一方のみ
をこのような構造とすることにより、他方の素子との絶
縁分離が可能となる。
をこのような構造とすることにより、他方の素子との絶
縁分離が可能となる。
また、複数の上アーム素子および下アーム素子を備え、
いずれか一方の素子のドレインが共通に接続されるよう
な回路方式が各種知られているが、この場合、本発明を
適用することにより、一方の側の複数のアーム素子のド
レインを、基板裏面に共通に設けることができるので、
チップ面積の低減効果をさらに大きくすることができる
。
いずれか一方の素子のドレインが共通に接続されるよう
な回路方式が各種知られているが、この場合、本発明を
適用することにより、一方の側の複数のアーム素子のド
レインを、基板裏面に共通に設けることができるので、
チップ面積の低減効果をさらに大きくすることができる
。
[実施例]
以下、本発明による半導体集積回路装置の一実施例を図
面により詳細に説明する。
面により詳細に説明する。
第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す断面図であ
る。第1図において、5は基板を貫通する単結晶領域で
あり、他の符号は第2図の場合と同一である。
る。第1図において、5は基板を貫通する単結晶領域で
あり、他の符号は第2図の場合と同一である。
この第1図に示す本発明の第1の実施例は、第2図によ
り説明した従来技術の場合と同様に、第4図(a)に示
したインバータ回路を半導体基板内に構成したものであ
り、基板を貫通する単結晶領域5内に上アーム素子とな
るnMOsFETlが形成され、基板の裏面にドレイン
電極6が形成されて構成されている。また、下アーム素
子となるnMOsFET2は、Sin、膜9によりその
底面及び側面が囲まれた単結晶領域10内に従来技術の
場合と同様に形成されている。
り説明した従来技術の場合と同様に、第4図(a)に示
したインバータ回路を半導体基板内に構成したものであ
り、基板を貫通する単結晶領域5内に上アーム素子とな
るnMOsFETlが形成され、基板の裏面にドレイン
電極6が形成されて構成されている。また、下アーム素
子となるnMOsFET2は、Sin、膜9によりその
底面及び側面が囲まれた単結晶領域10内に従来技術の
場合と同様に形成されている。
このように構成される上アーム素子となるnMO8FE
TIの電流11は、第1図内に矢印でしめすように基板
裏面のドレイン電極から基板表面の素子に向かって流れ
ることになる。
TIの電流11は、第1図内に矢印でしめすように基板
裏面のドレイン電極から基板表面の素子に向かって流れ
ることになる。
これにより、従来技術の場合のような横方向の抵抗成分
を除去することができ、オン抵抗値を従来技術と同様に
保てば、素子面積、すなわち、チップ面積を大幅に低減
することができるなお、基板支持体7内の単結晶領域5
は、その抵抗率が充分に小さくなるように形成されてお
り、この部分の抵抗成分12の値は、素子のオン抵抗中
では無視できるものとなる。
を除去することができ、オン抵抗値を従来技術と同様に
保てば、素子面積、すなわち、チップ面積を大幅に低減
することができるなお、基板支持体7内の単結晶領域5
は、その抵抗率が充分に小さくなるように形成されてお
り、この部分の抵抗成分12の値は、素子のオン抵抗中
では無視できるものとなる。
また、上アーム素子となるnMOsFETlと、下アー
ム素子となるnMO5FET2とは、nMO5FET2
を囲んでい!SiO,膜9により、電気的に絶縁されて
いる。
ム素子となるnMO5FET2とは、nMO5FET2
を囲んでい!SiO,膜9により、電気的に絶縁されて
いる。
前述したような構成を有する本発明の第1の実施例によ
れば、上アーム素子となるnMo S F ETlの素
子面積を小さくすることができ、従来技術の場合に比較
して、チップ面積を約85%に低減することができた。
れば、上アーム素子となるnMo S F ETlの素
子面積を小さくすることができ、従来技術の場合に比較
して、チップ面積を約85%に低減することができた。
第3図は本発明の第2の実施例を示す断面図である。第
3図に示す本発明の第2の実施例は、第4図(b)に示
すHブリッジ回路によるインバータ回路を構成した例で
ある。第3図、第4図(b)において、1a、1bは上
アームとなるnMO5FET、2a、2bは下アームと
なるnMO5FETであり、他の符号は第1図、第2図
の場合と同一である。
3図に示す本発明の第2の実施例は、第4図(b)に示
すHブリッジ回路によるインバータ回路を構成した例で
ある。第3図、第4図(b)において、1a、1bは上
アームとなるnMO5FET、2a、2bは下アームと
なるnMO5FETであり、他の符号は第1図、第2図
の場合と同一である。
この第3図に示す本発明の第2の実施例は、第1図によ
り説明した本発明の第1の実施例のものが2組備えられ
て構成されている。そして、上アーム素子素子となるn
MO3FET1a、1bのドレイン6が共通に構成され
ている。すなわち、この実施例は、第4図(b)に示す
ように、両アーム素子のドレイン6が共通接続されてい
るので、画素子を基板を貫通するように構成したもので
あ前述のような本発明の第2の実施例によれば、チップ
面積を従来技術に比較して、約80%に低減することが
できた。
り説明した本発明の第1の実施例のものが2組備えられ
て構成されている。そして、上アーム素子素子となるn
MO3FET1a、1bのドレイン6が共通に構成され
ている。すなわち、この実施例は、第4図(b)に示す
ように、両アーム素子のドレイン6が共通接続されてい
るので、画素子を基板を貫通するように構成したもので
あ前述のような本発明の第2の実施例によれば、チップ
面積を従来技術に比較して、約80%に低減することが
できた。
第4図(C)は本発明を適用できる、本発明の第3の実
施例の回路を示すもので、3相インバ一タ回路を示す図
である。
施例の回路を示すもので、3相インバ一タ回路を示す図
である。
この実施例の回路も、前述した本発明の第1、第2の実
施例の場合と同様に、半導体基板内に形成することが可
能であり、基板を貫通する上アーム素子と、S i O
,膜により絶縁された下アーム素子とが、それぞれ3個
づつ形成されて構成され、同様な効果を奏することがで
きる。
施例の場合と同様に、半導体基板内に形成することが可
能であり、基板を貫通する上アーム素子と、S i O
,膜により絶縁された下アーム素子とが、それぞれ3個
づつ形成されて構成され、同様な効果を奏することがで
きる。
この実施例では、チップ面積を従来技術の場合の約75
%とすることができた。
%とすることができた。
前述したように本発明の実施例は、本発明により構造を
改良した上アーム素子の数が増加するほどチップ面積の
縮小効果を向上することが可能である。
改良した上アーム素子の数が増加するほどチップ面積の
縮小効果を向上することが可能である。
前述した本発明の実施例は、出力用の大電流素子として
、nMO5FETを用いるとしたが、本発明は、l0E
T、バイポーラトランジスタ等を用いることも可能であ
る。
、nMO5FETを用いるとしたが、本発明は、l0E
T、バイポーラトランジスタ等を用いることも可能であ
る。
また、前述した本発明の実施例は、素子をn形としたが
、素子がp形の場合、下アーム素子を基板を貫通するよ
うに構成することにより、本発明を適用することができ
る。
、素子がp形の場合、下アーム素子を基板を貫通するよ
うに構成することにより、本発明を適用することができ
る。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、集積回路装置に
搭載した大電流インバータ回路における一方のアーム素
子の面積を縮小することができるので、集積回路装置全
体のチップ面積の縮小化を図ることができる。
搭載した大電流インバータ回路における一方のアーム素
子の面積を縮小することができるので、集積回路装置全
体のチップ面積の縮小化を図ることができる。
第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す断面図、第
2図は従来技術による大電流素子を誘電体分離基板に作
成した例を示す断面図、第3図は本発明の第2の実施例
を示す断面図、第4図は本発明が適用される回路例を示
す図である。 1、la、lb・・・・・・上アーム素子となるn M
0S FET、2.2a、2b・・・・・・下アーム
素子となるnMO5FET、3,3 ’−−−−−・ソ
ース電極、4・・・・・・ヒートシンク、5・・・・・
・基板を貫通する単結晶領域、6.6’・・・・・・ド
レイン電極、7・・・・・・多結晶Si基板支持体、8
・・・・・・埋め込み層、9・・・・・・5iO1膜、
10・・・・・・単結晶Si領域。
2図は従来技術による大電流素子を誘電体分離基板に作
成した例を示す断面図、第3図は本発明の第2の実施例
を示す断面図、第4図は本発明が適用される回路例を示
す図である。 1、la、lb・・・・・・上アーム素子となるn M
0S FET、2.2a、2b・・・・・・下アーム
素子となるnMO5FET、3,3 ’−−−−−・ソ
ース電極、4・・・・・・ヒートシンク、5・・・・・
・基板を貫通する単結晶領域、6.6’・・・・・・ド
レイン電極、7・・・・・・多結晶Si基板支持体、8
・・・・・・埋め込み層、9・・・・・・5iO1膜、
10・・・・・・単結晶Si領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、基板を貫通する第1の単結晶領域と、基板の第1の
主表面にのみ露出し、露出部以外が絶縁膜で覆われた第
2の単結晶領域と、基板となる多結晶領域とにより構成
される誘電体分離基板に形成される半導体集積回路装置
において、前記2つの単結晶領域のそれぞれに大電力素
子を形成したことを特徴とする半導体集積回路装置。 2、前記2つの単結晶領域のそれぞれに形成される大電
力素子の組み合わせにより、大電力用の回路が構成され
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
集積回路装置。 3、前記大電力用の回路がインバータ回路であることを
特徴とする特許請求の範囲第2項記載の半導体集積回路
装置。 4、前記第1の単結晶領域と、第2の単結晶領域とがそ
れぞれ複数個備えられることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の半導体集積回路装置。 5、前記複数個の第1の単結晶領域内に、Hブリッジ回
路または3相ブリッジ回路の一方のアームとなる素子を
形成することを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1090579A JPH02270367A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1090579A JPH02270367A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02270367A true JPH02270367A (ja) | 1990-11-05 |
Family
ID=14002346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1090579A Pending JPH02270367A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02270367A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002314082A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61148881A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-07 | エツセ・ジ・エツセ・ミクロエレツトロニーカ・エツセ・ピ・ア | 集積電力mosブリツジ回路 |
JPS6373884A (ja) * | 1986-09-11 | 1988-04-04 | Hiroshi Nomura | パワ−mosfetによるインバ−タ回路 |
JPS63199454A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | Nec Corp | 半導体装置 |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP1090579A patent/JPH02270367A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61148881A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-07 | エツセ・ジ・エツセ・ミクロエレツトロニーカ・エツセ・ピ・ア | 集積電力mosブリツジ回路 |
JPS6373884A (ja) * | 1986-09-11 | 1988-04-04 | Hiroshi Nomura | パワ−mosfetによるインバ−タ回路 |
JPS63199454A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | Nec Corp | 半導体装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002314082A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
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