JPH07202224A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH07202224A JPH07202224A JP33716693A JP33716693A JPH07202224A JP H07202224 A JPH07202224 A JP H07202224A JP 33716693 A JP33716693 A JP 33716693A JP 33716693 A JP33716693 A JP 33716693A JP H07202224 A JPH07202224 A JP H07202224A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diode
- semiconductor device
- semiconductor
- voltage drop
- forward voltage
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- Pending
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ダイオードの順電圧降下の変動量を小さくし、
静電気に対する耐量を上げる。 【構成】半導体素子が形成されている半導体基板１上に
Ｎ型多結晶半導体３とＰ型領域５で形成されるダイオー
ド部と、アノード電極６と酸化膜４とＮ型多結晶半導体
３を重ねることによって形成するコンデンサー部を有
し、コンデンサー部とダイオード部を並列接続し、端子
間容量を５ｐＦ以上でダイオード部に流れる電流密度を
１０ｍＡ／ｍｍ2 以上に設定する。
静電気に対する耐量を上げる。 【構成】半導体素子が形成されている半導体基板１上に
Ｎ型多結晶半導体３とＰ型領域５で形成されるダイオー
ド部と、アノード電極６と酸化膜４とＮ型多結晶半導体
３を重ねることによって形成するコンデンサー部を有
し、コンデンサー部とダイオード部を並列接続し、端子
間容量を５ｐＦ以上でダイオード部に流れる電流密度を
１０ｍＡ／ｍｍ2 以上に設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
にダイオードに関する。
にダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子に定格電流を超える電流が長
時間流れると破壊するおそれがある。これを防止するた
め、半導体素子の接合温度が所定の温度を超えたことを
検出して半導体素子の制御回路に入力し、電流を低下さ
せる方法がとられる。従来のこのための方法としては、
特開昭６３−２９９２６４号公報に示されているように
半導体素子の表面上に絶縁膜を介して半導体層よりなる
ダイオードを温度センサーとして形成している。
時間流れると破壊するおそれがある。これを防止するた
め、半導体素子の接合温度が所定の温度を超えたことを
検出して半導体素子の制御回路に入力し、電流を低下さ
せる方法がとられる。従来のこのための方法としては、
特開昭６３−２９９２６４号公報に示されているように
半導体素子の表面上に絶縁膜を介して半導体層よりなる
ダイオードを温度センサーとして形成している。
【０００３】従来の温度センサー用ダイオードの一例の
断面図を図３に示す。バイポーラトランジスタや電解効
果型トランジスタ等の半導体素子が形成されている半導
体基板１６上に参加膜１７を設け、参加膜１７上にＮ型
多結晶半導体１８を成長させ、Ｎ型多結晶半導体１８上
に設けた参加膜１９を選択的に窓をあけ、この窓を通し
てＰ型不純物を導入してＰ型領域２０を形成し、アノー
ド電極２２とカソード電極２１を設けて温度センサー用
ダイオードを形成する。
断面図を図３に示す。バイポーラトランジスタや電解効
果型トランジスタ等の半導体素子が形成されている半導
体基板１６上に参加膜１７を設け、参加膜１７上にＮ型
多結晶半導体１８を成長させ、Ｎ型多結晶半導体１８上
に設けた参加膜１９を選択的に窓をあけ、この窓を通し
てＰ型不純物を導入してＰ型領域２０を形成し、アノー
ド電極２２とカソード電極２１を設けて温度センサー用
ダイオードを形成する。
【０００４】このダイオードの順電圧降下は温度依存性
を有するので、順電圧降下をカソード電極２１とアノー
ド電極２２から取り出すことにより、半導体素子の温度
を検出でき、その検出結果を制御回路へ送ることが出来
る。
を有するので、順電圧降下をカソード電極２１とアノー
ド電極２２から取り出すことにより、半導体素子の温度
を検出でき、その検出結果を制御回路へ送ることが出来
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】温度センサー用ダイオ
ードは、順電圧降下から半導体素子の温度を検出するた
め、順電圧降下の値が変動すると半導体素子の動作温度
範囲が狭くなったり半導体素子が破壊するといった問題
が生じる。また、温度センサー用ダイオードが静電気等
により短絡すると、半導体素子の温度が高温であると判
断されるため、半導体素子が動作しなくなるという問題
点がある。
ードは、順電圧降下から半導体素子の温度を検出するた
め、順電圧降下の値が変動すると半導体素子の動作温度
範囲が狭くなったり半導体素子が破壊するといった問題
が生じる。また、温度センサー用ダイオードが静電気等
により短絡すると、半導体素子の温度が高温であると判
断されるため、半導体素子が動作しなくなるという問題
点がある。
【０００６】図４に高温通電試験前後のダイオードの順
電流密度が低い程、順電圧降下の変動が大きいことがわ
かる。この現象は、可動イオンの浸入や表面準位の変動
によって、リーク電流が変化するためである。
電流密度が低い程、順電圧降下の変動が大きいことがわ
かる。この現象は、可動イオンの浸入や表面準位の変動
によって、リーク電流が変化するためである。
【０００７】静電気に対する耐量は、端子間容量とほぼ
比例関係にある静電気によるサージ電流がコンデンサー
部に電化として蓄えながらサージ電流が流れるため、接
合部に流れるサージ電流のピーク値が減り、端子間容量
が大きいほど静電気に対する耐量が大きくなるため、順
電圧降下の変動量を小さくするように接合面積を小さく
すると、端子間容量が小さくなり静電気に対する耐量が
小さくなってしまう。
比例関係にある静電気によるサージ電流がコンデンサー
部に電化として蓄えながらサージ電流が流れるため、接
合部に流れるサージ電流のピーク値が減り、端子間容量
が大きいほど静電気に対する耐量が大きくなるため、順
電圧降下の変動量を小さくするように接合面積を小さく
すると、端子間容量が小さくなり静電気に対する耐量が
小さくなってしまう。
【０００８】順電圧降下の変動量を小さくするのと静電
気に対する耐量を上げるのは、相反する関係にある。
気に対する耐量を上げるのは、相反する関係にある。
【０００９】例えば、ダイオードの接合面積を０．００
０１ｍｍ2 で形成して、順電圧降下を測定する電流を１
０μＡにすると、順電流密度が１００ｍＡ／ｍｍ2 で形
成して、順電圧降下を測定する電流を１０μＡにする
と、順電流密度が１００ｍＡ／ｍｍ2 になり、順電圧降
下の変動量がほとんどなくなるが、端子間容量が約１ｐ
ＦでＥＩＡＪ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒ
ｉｅｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｊａｐａｎ）
法のＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈ
ａｒｇｅｓ）耐量が１００Ｖ程度と非常に小さな値にな
ってしまう。
０１ｍｍ2 で形成して、順電圧降下を測定する電流を１
０μＡにすると、順電流密度が１００ｍＡ／ｍｍ2 で形
成して、順電圧降下を測定する電流を１０μＡにする
と、順電流密度が１００ｍＡ／ｍｍ2 になり、順電圧降
下の変動量がほとんどなくなるが、端子間容量が約１ｐ
ＦでＥＩＡＪ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒ
ｉｅｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｊａｐａｎ）
法のＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈ
ａｒｇｅｓ）耐量が１００Ｖ程度と非常に小さな値にな
ってしまう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のは導体層値は、
順電圧降下の変動量を小さくするために順電流密度を高
めたダイオード部と静電気に対する耐量を高めるコンデ
ンサー部を備えている。
順電圧降下の変動量を小さくするために順電流密度を高
めたダイオード部と静電気に対する耐量を高めるコンデ
ンサー部を備えている。
【００１１】
【実施例】図１に本発明の第１の実施例の温度センサー
用ダイオードの断面図と等価回路を示す。
用ダイオードの断面図と等価回路を示す。
【００１２】バイポーラトランジスタやトランジスタ等
の半導体素子が形成されている半導体基板１上に酸化膜
２を設け、酸化膜２上にＮ型多結晶半導体３を成長さ
せ、Ｎ型多結晶半導体３上設けた酸化膜４を選択的に窓
をあけ、この窓を通してＰ型不純物を導入してＰ型領域
５形成し、アノード電極６とカソード電極７を設けて温
度センサー用ダイオードを形成する。アノード電極６と
酸化膜４とＮ型多結晶半導体３が重なっている部分がコ
ンデンサーとなり、等価回路は同図（ｂ）のようにな
る。
の半導体素子が形成されている半導体基板１上に酸化膜
２を設け、酸化膜２上にＮ型多結晶半導体３を成長さ
せ、Ｎ型多結晶半導体３上設けた酸化膜４を選択的に窓
をあけ、この窓を通してＰ型不純物を導入してＰ型領域
５形成し、アノード電極６とカソード電極７を設けて温
度センサー用ダイオードを形成する。アノード電極６と
酸化膜４とＮ型多結晶半導体３が重なっている部分がコ
ンデンサーとなり、等価回路は同図（ｂ）のようにな
る。
【００１３】例えば、ダイオードの接合面積を０．００
０１ｍｍ2 にし、順電圧降下を測定する電流を１０μＡ
にすると、順電流密度が１００ｍＡ／ｍｍ2 になり、順
電圧降下の変動量がほとんどなくなる。
０１ｍｍ2 にし、順電圧降下を測定する電流を１０μＡ
にすると、順電流密度が１００ｍＡ／ｍｍ2 になり、順
電圧降下の変動量がほとんどなくなる。
【００１４】また、酸化膜４をＳｉＯ2 で１０００ の
厚さにし、同図のアノード電極６のコンデンサー領域の
面積を０．０２６ｍｍ2 にすると、端子間容量が約１０
ｐＦになり、ＥＩＡＪ法のＥＳＤ耐量が１０００Ｖ程度
と大きくすることが出来る。
厚さにし、同図のアノード電極６のコンデンサー領域の
面積を０．０２６ｍｍ2 にすると、端子間容量が約１０
ｐＦになり、ＥＩＡＪ法のＥＳＤ耐量が１０００Ｖ程度
と大きくすることが出来る。
【００１５】実施例では、温度センサー用ダイオードと
して説明してきたが、ダイオードの順電圧を低電圧ダイ
オードとして使用している用途に対しては、半導体基板
に本発明の半導体装置のみを形成することで、耐圧変動
が少なく静電気に対する耐量の大きい製品を作成するこ
とが出来る。ダイオード部の電流密度を５０ｍＡ／ｍｍ
2 程度以上にすることで、耐圧変動を１％以下程度に抑
えることが出来る。
して説明してきたが、ダイオードの順電圧を低電圧ダイ
オードとして使用している用途に対しては、半導体基板
に本発明の半導体装置のみを形成することで、耐圧変動
が少なく静電気に対する耐量の大きい製品を作成するこ
とが出来る。ダイオード部の電流密度を５０ｍＡ／ｍｍ
2 程度以上にすることで、耐圧変動を１％以下程度に抑
えることが出来る。
【００１６】図２に本発明の第２の実施例の温度セッサ
ー用ダイオードの断面図と等価回路を示す。製造方法
は、第１の実施例と同じである。等価回路は、同図
（ｂ）のようになり、第１の実施例と比べて、ダイオー
ドが２個直列になっている。そのため、順電圧降下の温
度係数を２倍にすることが出来る。その他の降下は、第
１の実施例と同じである。
ー用ダイオードの断面図と等価回路を示す。製造方法
は、第１の実施例と同じである。等価回路は、同図
（ｂ）のようになり、第１の実施例と比べて、ダイオー
ドが２個直列になっている。そのため、順電圧降下の温
度係数を２倍にすることが出来る。その他の降下は、第
１の実施例と同じである。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、コンデン
サー部と順電流密度を高めたダイオード部を並列接続し
たので、順電圧降下の変動が少なく、静電気に対する耐
量が高いという効果を有する。
サー部と順電流密度を高めたダイオード部を並列接続し
たので、順電圧降下の変動が少なく、静電気に対する耐
量が高いという効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施例の温度センサー用ダイオ
ード。
ード。
【図２】本発明の第２の実施例の温度センサー用ダイオ
ード。
ード。
【図３】従来の温度センサー用ダイオード。
【図４】ダイオードの順電圧降下と順電流密度。
１ 半導体基板 ２ 酸化膜 ３ Ｎ型多結晶半導体 ４ 酸化膜 ５ Ｐ型領域 ６ アノード電極 ７ カソード電極 ８ 半導体基板 ９ 酸化膜 １０ａ，１０ｂ Ｎ型多結晶半導体 １１ 酸化膜 １２ａ，１２ｂ Ｐ型領域 １３ カソード電極 １４ 電極 １５ アノード電極 １６ 半導体基板 １７ 酸化膜 １８ Ｎ型多結晶半導体 １９ 酸化膜 ２０ Ｐ型領域 ２１ カソード電極 ２２ アノード電極
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板の主面にＰＮ接合のダイオー
ド部とコンデンサー部を有し、前記ダイオードとコンデ
ンサー部の端子が並列接続された半導体装置において、
前記半導体装置に使用電流を流した時の前記ダイオード
部の電流密度が５０ｍＡ／ｍｍ2 以上になるような接合
面積を有し、前記半導体装置の端子間容量が５ｐＦ以上
となる半導体装置。 - 【請求項２】 ＰＮ接合のダイオードを２段以上に直列
接続した請求項１の半導体装置。 - 【請求項３】バイポーラトランジスタと請求項１又は請
求項２の半導体装置を同一半導体基板上に形成した半導
体装置。 - 【請求項４】 電解効果型トランジスタと請求項１又は
請求項２の半導体装置を同一半導体基板上に形成した半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33716693A JPH07202224A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33716693A JPH07202224A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202224A true JPH07202224A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18306073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33716693A Pending JPH07202224A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07202224A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6345238B1 (en) * | 1998-12-21 | 2002-02-05 | Airpax Corporation, Llc | Linear temperature sensor |
| US9461030B2 (en) | 2012-08-09 | 2016-10-04 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and method for producing the same |
| US9548294B2 (en) | 2012-08-09 | 2017-01-17 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device with temperature-detecting diode |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4958726A (ja) * | 1972-10-04 | 1974-06-07 | ||
| JPS5693365A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-28 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS5898966A (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-13 | Nec Corp | 半導体装置の入力保護装置 |
| JPH04312967A (ja) * | 1990-11-19 | 1992-11-04 | Seiko Instr Inc | 半導体装置 |
| JPH0575029A (ja) * | 1991-09-13 | 1993-03-26 | Nec Corp | 半導体装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33716693A patent/JPH07202224A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4958726A (ja) * | 1972-10-04 | 1974-06-07 | ||
| JPS5693365A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-28 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS5898966A (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-13 | Nec Corp | 半導体装置の入力保護装置 |
| JPH04312967A (ja) * | 1990-11-19 | 1992-11-04 | Seiko Instr Inc | 半導体装置 |
| JPH0575029A (ja) * | 1991-09-13 | 1993-03-26 | Nec Corp | 半導体装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6345238B1 (en) * | 1998-12-21 | 2002-02-05 | Airpax Corporation, Llc | Linear temperature sensor |
| US9461030B2 (en) | 2012-08-09 | 2016-10-04 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and method for producing the same |
| US9548294B2 (en) | 2012-08-09 | 2017-01-17 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device with temperature-detecting diode |
| US10396065B2 (en) | 2012-08-09 | 2019-08-27 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device having a temperature-detecting diode |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970916 |