JPH08130249A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH08130249A JPH08130249A JP6269041A JP26904194A JPH08130249A JP H08130249 A JPH08130249 A JP H08130249A JP 6269041 A JP6269041 A JP 6269041A JP 26904194 A JP26904194 A JP 26904194A JP H08130249 A JPH08130249 A JP H08130249A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- mos transistor
- semiconductor layer
- channel
- region
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 112
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 39
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 87
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 42
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 8
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 14
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7816—Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors
- H01L29/7817—Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors structurally associated with at least one other device
- H01L29/782—Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors structurally associated with at least one other device the other device being a Schottky barrier diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/07—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common
- H01L27/0705—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common comprising components of the field effect type
- H01L27/0727—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common comprising components of the field effect type in combination with diodes, or capacitors or resistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
- H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
- H01L27/092—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
- H01L27/0922—Combination of complementary transistors having a different structure, e.g. stacked CMOS, high-voltage and low-voltage CMOS
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7833—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's
- H01L29/7835—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's with asymmetrical source and drain regions, e.g. lateral high-voltage MISFETs with drain offset region, extended drain MISFETs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/0843—Source or drain regions of field-effect devices
- H01L29/0847—Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/0852—Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate of DMOS transistors
- H01L29/0873—Drain regions
- H01L29/0878—Impurity concentration or distribution
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/107—Substrate region of field-effect devices
- H01L29/1075—Substrate region of field-effect devices of field-effect transistors
- H01L29/1079—Substrate region of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/1087—Substrate region of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate characterised by the contact structure of the substrate region, e.g. for controlling or preventing bipolar effect
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/47—Schottky barrier electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、モータなどの誘導負荷
を駆動するために好適に実施することができるMOSト
ランジスタを備える半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device provided with a MOS transistor which can be preferably implemented to drive an inductive load such as a motor.
【0002】特許請求の範囲における半導体の導電型式
を示す用語「N」または「P」は、ドープされた不純物
が高いものおよび低いものを含む概念として解釈される
べきであり、したがって「N」はN+,N-をも含み、
「P」はP+,P-をも含む。The term "N" or "P" in the claims, which indicates the conductivity type of a semiconductor, should be construed as a concept including high and low doped impurities. N +, N - also include,
“P” also includes P + and P − .
【0003】[0003]
【従来の技術】図15は、従来からのNチャネル横型2
重拡散MOSトランジスタ195の構造を示す断面図で
ある。横型2重拡散MOSトランジスタは、略称LDM
OS(Lateral double Diffusion Metal Oxide Semicond
uctor)とも呼ばれる。P型半導体基板210上に形成
されたN- ウエル211内に、P型拡散層212を形成
し、このP型拡散層212内に、N+ソース領域213
を形成する。このN-ウエル211内にはまた、N型拡
散層214を形成し、このN型拡散層214内にN+ ド
レイン領域215を形成する。N+ソース領域213
と、N-ウエル211とで挟まれたP型拡散層212の
表面にゲート酸化膜216gを介してゲート電極216
が形成される。2. Description of the Related Art FIG. 15 shows a conventional N-channel lateral type 2
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of a heavy diffusion MOS transistor 195. Horizontal double diffusion MOS transistor is abbreviated as LDM
OS (Lateral double Diffusion Metal Oxide Semicond
uctor) is also called. A P type diffusion layer 212 is formed in an N − well 211 formed on a P type semiconductor substrate 210, and an N + source region 213 is formed in the P type diffusion layer 212.
To form. An N type diffusion layer 214 is also formed in the N − well 211, and an N + drain region 215 is formed in the N type diffusion layer 214. N + source region 213
On the surface of the P-type diffusion layer 212 sandwiched between the gate electrode 216 and the N − well 211 via the gate oxide film 216g.
Is formed.
【0004】ゲート電極216に正電圧が印加される
と、P型拡散層212の表面近傍のチャネル領域217
がN型に反転して反転層が形成され、この反転層を通っ
てドレイン領域215からソース領域213にドレイン
電流IDNが流れる。ゲート電極216に負電圧が印加
されると、チャネル領域217は消滅し、このNチャネ
ル横型2重拡散MOSトランジスタ195は遮断する。When a positive voltage is applied to the gate electrode 216, the channel region 217 near the surface of the P-type diffusion layer 212.
Is inverted to an N type to form an inversion layer, and a drain current IDN flows from the drain region 215 to the source region 213 through the inversion layer. When a negative voltage is applied to the gate electrode 216, the channel region 217 disappears and the N-channel lateral double diffusion MOS transistor 195 is cut off.
【0005】P+ 拡散領域218は、バックゲートコン
タクトとしてソース領域213に接続される金属層21
9とP型拡散層212とのオーミックコンタクトを取る
ためのP型拡散層である。このP+ 拡散領域218と、
N+ ドレイン領域215とによって、寄生のPN接合型
ダイオードが形成される。Nチャネル横型2重拡散MO
Sトランジスタ195がオフとなった場合に、ソースか
らドレインの方向に逆電流IRNが流れ、この寄生PN
接合型ダイオードが導通して動作する。The P + diffusion region 218 serves as a back gate contact for the metal layer 21 connected to the source region 213.
9 is a P-type diffusion layer for making ohmic contact with the P-type diffusion layer 212. This P + diffusion region 218,
A parasitic PN junction type diode is formed by the N + drain region 215. N-channel lateral double diffusion MO
When the S transistor 195 is turned off, the reverse current IRN flows from the source to the drain, and the parasitic PN
The junction diode conducts and operates.
【0006】図16は、図15に示されたNチャネル横
型2重拡散MOSトランジスタ195を用いた、いわゆ
るHブリッジモータ駆動回路の電気回路図である。この
駆動回路では、誘導負荷であるモータMを駆動するため
に、図15に示されるNチャネル横型2重拡散MOSト
ランジスタ195が、MOSトランジスタNM1〜NM
4と示されるように合計4個用いられて、モータMを含
めてH型となるように電気的に接続され、直流電源VM
に接続される。これらのMOSトランジスタNM1〜N
M4に流れる電流経路は、参照符IA,IA1,IB,
ICの合計4種類となる。電流経路IA,IA1では、
MOSトランジスタNM1〜NM4にはそれぞれ順方向
電流が流れているが、電流経路IBおよびICでは、M
OSトランジスタNM2,NM3を流れる電流は逆向き
となる。この逆向きの電流は、MOSトランジスタNM
2,NM3の寄生PN接合型ダイオードND2,ND3
を流れ、この寄生PN接合型ダイオードND2,ND3
がフライホイールダイオードとして電流IB,ICをバ
イパスさせて動作する。MOSトランジスタNM1,N
M4の寄生PN接合型ダイオードは参照符ND1,ND
4で示されている。FIG. 16 is an electric circuit diagram of a so-called H-bridge motor drive circuit using the N-channel lateral double diffusion MOS transistor 195 shown in FIG. In this drive circuit, in order to drive the motor M which is an inductive load, the N-channel lateral double diffusion MOS transistor 195 shown in FIG.
4, a total of four are used and are electrically connected to form an H type including the motor M.
Connected to. These MOS transistors NM1 to N
Current paths flowing through M4 are denoted by reference numerals IA, IA1, IB,
There will be a total of 4 types of ICs. In the current paths IA and IA1,
A forward current flows in each of the MOS transistors NM1 to NM4, but in the current paths IB and IC, M
The currents flowing through the OS transistors NM2 and NM3 have opposite directions. This reverse current flows to the MOS transistor NM
2, NM3 parasitic PN junction type diodes ND2, ND3
Through the parasitic PN junction type diodes ND2 and ND3
Operates as a flywheel diode by bypassing the currents IB and IC. MOS transistors NM1 and N
The parasitic PN junction type diode of M4 is indicated by reference numerals ND1 and ND.
4.
【0007】制御回路からのゲート信号が与えられてM
OSトランジスタNM1,NM4が導通し、かつMOS
トランジスタNM2,NM3が遮断して電流経路IAが
形成されている状態から、MOSトランジスタNM1,
NM4が遮断し、かつMOSトランジスタNM2,NM
3が導通して電流経路IA1が形成される状態に切換わ
ると、誘導負荷であるモータMによってフライホイール
ダイオードとして働く寄生PN接合型ダイオードND
2,ND3を通じて電流経路IBまたはICが形成され
て電流が流れる。When a gate signal from the control circuit is given, M
The OS transistors NM1 and NM4 are conductive, and the MOS
From the state where the transistors NM2, NM3 are cut off and the current path IA is formed, the MOS transistors NM1,
NM4 is cut off, and MOS transistors NM2 and NM
When the switch 3 is switched to a state in which the current path IA1 is formed, the parasitic PN junction diode ND 3 that functions as a flywheel diode by the motor M that is an inductive load.
2, a current path IB or IC is formed through ND3 and a current flows.
【0008】図17は、図16に示されるモータ駆動回
路に備えられるMOSトランジスタNM1,NM2の具
体的な構成を示す断面図である。図16における寄生P
N接合型ダイオードND1〜ND4がフライホイールダ
イオードとして動作する。図16における寄生PN接合
型ダイオードND1またはND3が導通して動作した場
合、図17に示されるように寄生PNPトランジスタ2
61が導通して動作する。なお、MOSトランジスタN
M2のMOSトランジスタNM1に対応する部分には同
一の数字に添え字aを付して示し、これらのMOSトラ
ンジスタNM1,NM2間には、P-拡散層262が形
成される。FIG. 17 is a sectional view showing a specific structure of the MOS transistors NM1 and NM2 included in the motor drive circuit shown in FIG. Parasitic P in FIG.
The N-junction type diodes ND1 to ND4 operate as flywheel diodes. When the parasitic PN junction type diode ND1 or ND3 in FIG. 16 conducts and operates, as shown in FIG. 17, the parasitic PNP transistor 2
61 conducts and operates. The MOS transistor N
The portion of M2 corresponding to the MOS transistor NM1 is shown with the same numeral with a suffix a, and a P − diffusion layer 262 is formed between these MOS transistors NM1 and NM2.
【0009】寄生PNPトランジスタ261が導通する
ことによって、P型半導体基板210へのサブ電流IS
UBが流れるという問題がある。このようなサブ電流I
SUBを低減するために、N+ 埋込み層をP型半導体基
板210とN- ウエル211との間に形成することが考
えられるけれども、半導体製造工程が増加し、コストア
ップになるという問題がある。When the parasitic PNP transistor 261 becomes conductive, the sub-current IS to the P-type semiconductor substrate 210 is reached.
There is a problem that UB flows. Such sub-current I
Although it is conceivable to form an N + buried layer between the P-type semiconductor substrate 210 and the N − well 211 in order to reduce SUB, there is a problem in that the number of semiconductor manufacturing steps increases and the cost increases.
【0010】また上述の寄生PNPトランジスタ261
によって流れるサブ電流ISUBが多いと、半導体装置
の発熱が問題となる。発熱量を低下させるために、熱抵
抗θjaの低い、すなわち許容熱損失PDが高いパッケ
ージが必要となり、そうすると銅フレーム化および放熱
フィン付パッケージが必要となり、パッケージのコスト
アップとなるという問題がある。The parasitic PNP transistor 261 described above is also used.
If the sub-current ISUB that flows due to a large amount of heat is generated, heat generation of the semiconductor device becomes a problem. In order to reduce the amount of heat generation, a package having a low thermal resistance θja, that is, a high allowable heat loss PD is required, which requires a copper frame and a package with a heat dissipation fin, which causes a problem of increasing the cost of the package.
【0011】図15〜図17に示される先行技術の他の
問題は、スイッチング効率に関する。すなわち、MOS
トランジスタがオフ状態からオン状態に変化するときの
スイッチング時間は、寄生PN接合型ダイオードによっ
て構成されるフライホイールダイオードの逆回復時間t
rrによって決定される。この逆回復時間trrは、寄
生PN接合型ダイオードに蓄積された少数キャリアの電
子が放出されるのに必要な時間であり、μsecオーダ
となっているのに対して、MOSトランジスタの逆回復
時間はnsecオーダとなっており、寄生PN接合型ダ
イオードの逆回復時間よりもはるかに短い。寄生PN接
合型ダイオードの逆回復時間trrが長いことによっ
て、スイッチング周波数が高くなるに従って、スイッチ
ング損失が顕著に大きくなる。したがって、逆回復時間
trrが長いPN接合型ダイオードでは、スイッチング
損失が大きく、スイッチング効率が悪いという問題があ
る。Another problem of the prior art shown in FIGS. 15-17 relates to switching efficiency. That is, MOS
The switching time when the transistor changes from the OFF state to the ON state is the reverse recovery time t of the flywheel diode formed by the parasitic PN junction type diode.
determined by rr. This reverse recovery time trr is a time required for the electrons of the minority carriers accumulated in the parasitic PN junction diode to be emitted, and is of the order of μsec, whereas the reverse recovery time of the MOS transistor is It is on the order of nsec, which is much shorter than the reverse recovery time of the parasitic PN junction diode. Since the reverse recovery time trr of the parasitic PN junction diode is long, the switching loss becomes significantly large as the switching frequency becomes high. Therefore, a PN junction type diode having a long reverse recovery time trr has a problem of large switching loss and poor switching efficiency.
【0012】もしもこの問題を解決するために、寄生P
N接合型ダイオードの逆回復時間trrよりも短い時間
でMOSトランジスタのスイッチング動作を行うと、バ
イポーラ素子として動作する寄生PN接合型ダイオード
は、熱暴走を起こしてPNジャンクション破壊を起こす
可能性がある。In order to solve this problem, the parasitic P
When the switching operation of the MOS transistor is performed in a time shorter than the reverse recovery time trr of the N-junction diode, the parasitic PN junction diode operating as a bipolar element may cause thermal runaway and cause PN junction breakdown.
【0013】そこでこの問題を解決するために、従来で
はMOSトランジスタに外付けのダイオードを別途設け
ている。このような従来からの手法では、外付けのダイ
オードを必要とするので、明らかに部品点数の増加を招
き、コストアップとなるという新たな問題が生じる。Therefore, in order to solve this problem, conventionally, an external diode is separately provided to the MOS transistor. In such a conventional method, an external diode is required, which obviously causes an increase in the number of parts and raises a new problem that the cost is increased.
【0014】上述のような寄生PN接合型ダイオードの
逆回復時間trrを小さくするために、ライフタイムキ
ラーとなる重金属をドープしたり、電子線または中性子
の照射によって結晶中にキャリアトラップを形成するな
どによってライフタイムキラーを導入することが従来か
ら行われている。このライフタイムキラーを用いる手法
では、MOSトランジスタのオン抵抗が大きくなるの
で、ライフタイムキラー条件の充分な最適化が必要であ
るというプロセス上の問題が生じる。また、MOSトラ
ンジスタの漏れ電流が増大したり、スレッシュ電圧の変
動などが生じ、電気的特性に大きな悪影響を及すために
ライフタイムキラー条件の最適化が困難であるという問
題がある。In order to reduce the reverse recovery time trr of the parasitic PN junction type diode as described above, a heavy metal which is a lifetime killer is doped, or a carrier trap is formed in the crystal by irradiation with an electron beam or neutron. It has been traditional to introduce a lifetime killer by. In the method using the lifetime killer, the on-resistance of the MOS transistor becomes large, so that there is a process problem that the lifetime killer condition needs to be sufficiently optimized. In addition, there is a problem that it is difficult to optimize the lifetime killer condition because the leakage current of the MOS transistor increases and the threshold voltage fluctuates, which greatly affects the electrical characteristics.
【0015】結局、従来では、上述のような寄生PN接
合型ダイオードによる問題を解決するために、寄生PN
接合型ダイオードよりも短い逆回復時間を有する外付け
フライホイールダイオードを使用せざるを得ないという
問題がある。After all, in the past, in order to solve the problem caused by the parasitic PN junction type diode as described above,
There is a problem that an external flywheel diode having a reverse recovery time shorter than that of the junction type diode must be used.
【0016】図18は、従来からのPチャネル横型2重
拡散MOSトランジスタ410の構造を示す断面図であ
る。P型半導体基板220上に形成されたN- ウエル2
21内には、N型拡散層222が形成され、その上にP
+ ソース領域223が形成される。N- ウエル221内
には、P型拡散層224が形成され、その中にさらにP
+ ドレイン領域225が形成される。このP+ ソース領
域223とP型拡散層224とで挟まれたN型拡散層2
22、およびN- ウエル221の表面近傍にゲート電極
226がゲート酸化膜226gを介して設けられる。FIG. 18 is a sectional view showing the structure of a conventional P-channel lateral double-diffused MOS transistor 410. N - well 2 formed on P-type semiconductor substrate 220
An N-type diffusion layer 222 is formed in 21 and a P-type diffusion layer 222 is formed thereon.
+ A source region 223 is formed. A P-type diffusion layer 224 is formed in the N - well 221, and a P-type diffusion layer 224 is further formed therein.
+ A drain region 225 is formed. The N type diffusion layer 2 sandwiched between the P + source region 223 and the P type diffusion layer 224.
A gate electrode 226 is provided in the vicinity of the surfaces of the N - well 221 and the N - well 221 via a gate oxide film 226g.
【0017】Pチャネル横型2重拡散MOSトランジス
タ410では、ゲート電極226に負電圧が印加される
と、N型拡散層222の表面近傍のチャネル領域227
がP型に反転して反転層が形成され、この反転層を通っ
てソース領域223からドレイン領域225へドレイン
電流IDPが流れる。ゲート電極226に正電圧が印加
されるとチャネル領域227は消滅し、Pチャネル横型
2重拡散MOSトランジスタ410は遮断する。N+ 拡
散領域228は、バックゲートコンタクトのためのN+
拡散層である。In the P-channel lateral double-diffused MOS transistor 410, when a negative voltage is applied to the gate electrode 226, the channel region 227 near the surface of the N-type diffusion layer 222.
Are inverted to P-type to form an inversion layer, and the drain current IDP flows from the source region 223 to the drain region 225 through the inversion layer. When a positive voltage is applied to the gate electrode 226, the channel region 227 disappears and the P-channel lateral double diffusion MOS transistor 410 is cut off. The N + diffusion region 228 is an N + for the back gate contact.
It is a diffusion layer.
【0018】Pチャネル横型2重拡散MOSトランジス
タ410では、P+ ドレイン領域225とN+ 拡散領域
228とによって寄生PN接合型ダイオードが形成され
る。Pチャネル横型2重拡散MOSトランジスタ410
がオフとなった場合に、ドレインからソースの方向に逆
電流IRPが流れ、寄生PN接合型ダイオードが導通し
て動作する。In the P-channel lateral double diffusion MOS transistor 410, the P + drain region 225 and the N + diffusion region 228 form a parasitic PN junction type diode. P-channel lateral double-diffused MOS transistor 410
When is turned off, a reverse current IRP flows from the drain to the source, and the parasitic PN junction type diode conducts and operates.
【0019】図19は、モータMを駆動するHブリッジ
モータ駆動回路の電気回路図である。図18に示される
Pチャネル横型2重拡散MOSトランジスタ410は、
MOSトランジスタPM1,PM3で示されるように用
いられ、前述の図15に示されるNチャネル横型2重拡
散MOSトランジスタ195はMOSトランジスタNM
2,NM4で示されるように用いられる。前記MOSト
ランジスタPM1,NM2はトーテムポール接続され、
また前記MOSトランジスタPM3,NM4も同様にト
ーテムポール接続され、モータMの駆動回路を構成す
る。図19に示されるモータ駆動回路においても、前述
の図16に示される駆動回路と同様に、電流経路IA,
IA1は順方向電流を流し、電流経路IB,Icは逆方
向電流を流す。電流経路IAからIA1への切換え時に
は、前述の寄生PN接合型ダイオードがフライホイール
ダイオードND2,PD3として働いて逆方向電流経路
IBまたはICが形成されて逆方向電流が流れる。フラ
イホイールダイオードはまた、参照符PD1,ND4で
示される。FIG. 19 is an electric circuit diagram of an H-bridge motor drive circuit for driving the motor M. The P-channel lateral double-diffused MOS transistor 410 shown in FIG.
The N-channel lateral double-diffused MOS transistor 195 used as shown by the MOS transistors PM1 and PM3 and shown in FIG. 15 is the MOS transistor NM.
2, used as indicated by NM4. The MOS transistors PM1 and NM2 are connected to a totem pole,
Similarly, the MOS transistors PM3 and NM4 are also connected to the totem pole to form a drive circuit for the motor M. In the motor drive circuit shown in FIG. 19 as well as the drive circuit shown in FIG.
IA1 allows a forward current to flow, and the current paths IB and Ic allow a reverse current to flow. At the time of switching from the current path IA to IA1, the above-mentioned parasitic PN junction type diode works as the flywheel diodes ND2 and PD3 to form the reverse current path IB or IC, and the reverse current flows. Flywheel diodes are also designated by the reference signs PD1, ND4.
【0020】図19における一方のトーテムポール接続
構造を構成するPチャネル横型2重拡散MOSトランジ
スタPM1と、Nチャネル横型2重拡散MOSトランジ
スタNM2との具体的な構成は、図20に示される。寄
生PN接合型ダイオードは、フライホイールダイオード
PD1,PD3,ND2,ND4として用いられ、たと
えば寄生PN接合型ダイオードPD1,PD3が導通し
て動作した場合には、図20に示されるように寄生のP
NPトランジスタ271が動作し、これによって図15
〜図17に関連して説明した先行技術と同様に、P型半
導体基板220へのサブ電流ISUBが流れるという問
題があり、このサブ電流ISUBが多いほど、本件半導
体装置の発熱が問題となる。このことは、前述の先行技
術と同様である。さらに、サブ電流ISUBが流れてP
型半導体基板220の電位がもち上がることによって、
ラッチアップが発生しやすくなるという問題もある。FIG. 20 shows a specific configuration of the P-channel lateral double-diffused MOS transistor PM1 and the N-channel lateral double-diffused MOS transistor NM2 that form one of the totem pole connection structures in FIG. The parasitic PN junction type diode is used as the flywheel diodes PD1, PD3, ND2, ND4. For example, when the parasitic PN junction type diodes PD1, PD3 are operated in a conductive state, as shown in FIG.
The NP transistor 271 operates, and as a result, FIG.
As in the prior art described with reference to FIG. 17, there is a problem that the sub-current ISUB flows to the P-type semiconductor substrate 220. The larger the sub-current ISUB, the more problematic the heat generation of the semiconductor device of the present invention becomes. This is similar to the above-mentioned prior art. Further, the sub current ISUB flows and P
As the potential of the semiconductor substrate 220 rises,
There is also a problem that latch-up easily occurs.
【0021】さらに他の先行技術が図21に示されてい
る。図21は、従来からよく知られている通常のPチャ
ネルMOSトランジスタ350の構造を示す断面図であ
る。P型半導体基板230上にはN- ウエル231が形
成され、N- ウエル231内部にP+ ソース領域232
およびP+ ドレイン領域233を形成する。このPチャ
ネルMOSトランジスタ350では、ゲート電極234
のゲート酸化膜234gを介する直下のN- ウエル23
1の表面近傍が、ゲート電極234に負電圧が印加され
ることによってチャネル領域235となる。N+ 拡散領
域236は、バックゲートコンタクトのためのN型拡散
層であり、P+ ドレイン領域233とN+ 拡散領域23
6とによって、寄生PN接合型ダイオードが形成され
る。Yet another prior art is shown in FIG. FIG. 21 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional P-channel MOS transistor 350 that is well known. An N − well 231 is formed on the P type semiconductor substrate 230, and a P + source region 232 is formed inside the N − well 231.
And a P + drain region 233 are formed. In this P-channel MOS transistor 350, the gate electrode 234
N - well 23 directly under the gate oxide film 234g of
The vicinity of the surface of 1 becomes the channel region 235 by applying a negative voltage to the gate electrode 234. The N + diffusion region 236 is an N-type diffusion layer for back gate contact, and includes the P + drain region 233 and the N + diffusion region 23.
6 forms a parasitic PN junction type diode.
【0022】図21に示されるPチャネルMOSトラン
ジスタ350を、図19に示すモータ駆動回路のMOS
トランジスタPM1,PM3として用いることができ、
残余のMOSトランジスタNM2,NM4は、前述のN
チャネル横型2重拡散MOSトランジスタ195によっ
て構成することができる。このようなモータ駆動回路の
一方のトーテムポール接続の具体的な構成は、図22に
示される。図22では、MOSトランジスタPM1a
は、図21のPチャネルMOSトランジスタ350を示
している。このような図21および図22に示される構
成を備える図19と同様な従来からのモータ駆動回路に
おいて、PチャネルMOSトランジスタ350の寄生P
N接合型ダイオードPD1,PD3が導通して動作した
場合、図22に示されるように、寄生のPNPトランジ
スタ281が導通して動作し、P型半導体基板230へ
サブ電流ISUBが流れる。このサブ電流ISUBが多
いほど、本件半導体装置の発熱が問題となる。また、サ
ブ電流ISUBが流れることによって、P型半導体基板
230の電位がもち上がりラッチアップが発生しやすく
なる。このような問題は、前述の先行技術と同様であ
る。The P-channel MOS transistor 350 shown in FIG. 21 is replaced with the MOS of the motor drive circuit shown in FIG.
It can be used as the transistors PM1 and PM3,
The remaining MOS transistors NM2 and NM4 are
It can be configured by a channel lateral double diffusion MOS transistor 195. A specific configuration of one totem pole connection of such a motor drive circuit is shown in FIG. In FIG. 22, the MOS transistor PM1a
21 shows the P-channel MOS transistor 350 of FIG. In the conventional motor drive circuit similar to FIG. 19 having the configuration shown in FIGS. 21 and 22, the parasitic P of the P channel MOS transistor 350 is
When the N-junction diodes PD1 and PD3 conduct and operate, the parasitic PNP transistor 281 conducts and operates, and the sub-current ISUB flows into the P-type semiconductor substrate 230, as shown in FIG. The larger the sub-current ISUB, the more problematic the heat generation of the semiconductor device of the present invention. Further, the sub-current ISUB flows, the potential of the P-type semiconductor substrate 230 rises, and latch-up easily occurs. Such a problem is similar to the above-mentioned prior art.
【0023】さらに他の先行技術は、特開平3−782
54号公報に開示されている。前記公報においては、図
21および図22に示される通常構造のPチャネルMO
Sトランジスタのラッチアップ耐量の向上のために、N
型半導体基板上に形成したPチャネルMOSトランジス
タにおける、ドレインとN型半導体基板との間に、ショ
ットキーバリアダイオードを形成する構成が開示されて
いる。この先行技術における問題は、高耐圧化が困難で
あることである。この先行技術におけるN型半導体基板
上には、まずP+ 拡散層が形成されて、さらにドレイン
およびソース領域が形成されることで、PチャネルMO
Sトランジスタが構成される。耐圧のコントロールは、
このN型半導体基板と接するP+ 領域の不純物濃度のみ
によって決定されるために、N型半導体基板とP+ 拡散
層とのジャンクション耐圧のコントロールに限界がある
という大きな問題がある。したがって、この先行技術は
高耐圧化には不向きである。Still another prior art is Japanese Patent Laid-Open No. 3-782.
No. 54 publication. In the above publication, the P-channel MO having the normal structure shown in FIGS.
In order to improve the latch-up resistance of the S transistor, N
There is disclosed a configuration in which a Schottky barrier diode is formed between a drain and an N-type semiconductor substrate in a P-channel MOS transistor formed on a type semiconductor substrate. The problem with this prior art is that it is difficult to increase the breakdown voltage. On the N-type semiconductor substrate in this prior art, a P + diffusion layer is first formed, and then a drain and a source region are further formed, whereby a P channel MO is formed.
An S transistor is formed. Withstand pressure control
Since it is determined only by the impurity concentration of the P + region in contact with the N type semiconductor substrate, there is a big problem that there is a limit in controlling the junction breakdown voltage between the N type semiconductor substrate and the P + diffusion layer. Therefore, this prior art is not suitable for increasing the breakdown voltage.
【0024】[0024]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の各先行技術の問題を解決し、高耐圧化が容易であり、
寄生MOSトランジスタが動作してサブ電流ISUBが
流れることによる悪影響を防ぎ、ラッチアップ耐量を向
上し、外付けの逆回復時間が短いフライホイールダイオ
ードを不要とする改良された半導体装置を提供すること
である。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the problems of each of the above-mentioned prior arts and to easily achieve a high breakdown voltage.
By providing an improved semiconductor device that prevents adverse effects caused by a parasitic MOS transistor operating and flowing a sub current ISUB, improves latch-up withstanding capability, and eliminates the need for an external flywheel diode having a short reverse recovery time. is there.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に形成されたウエルである第1半導体層に、MOSトラ
ンジスタの第1半導体層とは異なる導電型式のドレイン
領域またはソース領域のいずれか一方である第2半導体
層が形成され、第2半導体層と電気的に接続された金属
層が、第1半導体層と接続されることによって、MOS
トランジスタに並列のショットキーバリアダイオードが
形成されることを特徴とする半導体装置である。また本
発明は、P型半導体基板上に形成されたN型第1半導体
層の中に、P型第2半導体層のチャネル領域を形成し、
このチャネル領域内に形成されたN型第1半導体層のソ
ース領域と、前記N型第1半導体層の中に形成されたN
型第1半導体層のドレイン領域と、ゲート酸化膜を介し
てチャネル領域上に設けたゲート電極とを有するNチャ
ネル横型2重拡散MOSトランジスタを構成し、前記ソ
ース領域と電気的に接続された金属層がドレイン領域で
N型第1半導体層と接続されることによって、MOSト
ランジスタに並列のショットキーバリアダイオードが形
成されることを特徴とする半導体装置である。また本発
明は、P型半導体基板上に形成されたN型第1半導体層
の中に、同一導電型式で不純物濃度がN型第1半導体層
よりも低いチャネル領域を形成し、このチャネル領域内
に形成されたP型第2半導体層のソース領域と、N型第
1半導体層の中に形成されたP型第2半導体層のドレイ
ン領域と、ゲート酸化膜を介してチャネル領域上に設け
たゲート電極とを有するPチャネル横型2重拡散MOS
トランジスタを構成し、前記ドレイン領域と電気的に接
続された金属層がソース領域でN型第1半導体層と接続
されることによって、MOSトランジスタに並列のショ
ットキーバリアダイオードが形成されることを特徴とす
る半導体装置である。また本発明は、P型半導体基板上
に形成されたN型第1半導体層の中に設けられたP型第
2半導体層のソース領域と、P型第2半導体層のドレイ
ン領域と、ゲート酸化膜を介してソース領域とドレイン
領域にまたがるチャネル領域上に設けたゲート電極とを
有するPチャネルMOSトランジスタを構成し、ドレイ
ン領域と電気的に接続された金属層がN型第1半導体層
と接続されることによって、MOSトランジスタに並列
のショットキーバリアダイオードが形成されることを特
徴とする半導体装置である。According to the present invention, a first semiconductor layer, which is a well formed on a semiconductor substrate, has either a drain region or a source region of a conductivity type different from that of the first semiconductor layer of a MOS transistor. One of the second semiconductor layers is formed, and the metal layer electrically connected to the second semiconductor layer is connected to the first semiconductor layer, so that the MOS
A semiconductor device having a Schottky barrier diode formed in parallel with a transistor. Further, according to the present invention, the channel region of the P-type second semiconductor layer is formed in the N-type first semiconductor layer formed on the P-type semiconductor substrate,
The source region of the N-type first semiconductor layer formed in the channel region and the N formed in the N-type first semiconductor layer
Forming a N-channel lateral double-diffused MOS transistor having a drain region of the first semiconductor layer and a gate electrode provided on the channel region through a gate oxide film, and electrically connected to the source region The semiconductor device is characterized in that a Schottky barrier diode is formed in parallel with the MOS transistor by connecting the layer to the N-type first semiconductor layer in the drain region. Further, according to the present invention, in the N-type first semiconductor layer formed on the P-type semiconductor substrate, a channel region having the same conductivity type and an impurity concentration lower than that of the N-type first semiconductor layer is formed. And a drain region of the P-type second semiconductor layer formed in the N-type first semiconductor layer, and a channel region through the gate oxide film. P-channel lateral double-diffused MOS with gate electrode
A Schottky barrier diode parallel to the MOS transistor is formed by forming a transistor and connecting a metal layer electrically connected to the drain region to the N-type first semiconductor layer in the source region. And a semiconductor device. The present invention also provides a source region of the P-type second semiconductor layer, a drain region of the P-type second semiconductor layer, and a gate oxide provided in the N-type first semiconductor layer formed on the P-type semiconductor substrate. A P-channel MOS transistor having a gate electrode provided on a channel region extending over a source region and a drain region via a film is formed, and a metal layer electrically connected to the drain region is connected to the N-type first semiconductor layer. By doing so, a Schottky barrier diode is formed in parallel with the MOS transistor, which is a semiconductor device.
【0026】[0026]
【作用】本発明に従えば、たとえばP型シリコン半導体
基板上には、ウエルである第1半導体層が形成され、こ
の第1半導体層内に、MOSトランジスタのドレイン領
域またはソース領域のいずれか一方であり、たとえばN
型拡散層である第2半導体層が形成され、第2半導体層
と電気的に接続された金属層が、第1半導体層とバリア
メタル層を形成して、ショットキー接続部を構成する。
こうして形成されたショットキーバリアダイオードは、
MOSトランジスタに並列に形成され、MOSトランジ
スタがターンオフした場合、モータなどの誘導負荷によ
って一次的に順バイアス状態となって逆電流を流す。こ
のショットキーバリアダイオードの逆回復時間は、前述
の寄生PN接合型ダイオードに比べて充分に短く、しか
もそのショットキーバリアダイオードの順方向電圧VF
は、0.2〜0.3Vにクランプされ、この値は、寄生
PN接合型ダイオードの順方向電圧0.7Vに比べて充
分に小さい。したがって、誘導負荷の遮断時に一次的に
MOSトランジスタに逆向きに流れる電流は、ショット
キーバリアダイオードに流れ、P型などの半導体基板に
流れるサブ電流が充分に小さく低減される。すなわち、
寄生PNPトランジスタのベース・エミッタ電圧VBE
は、たとえば0.7Vであるので、逆電流によって寄生
PNPトランジスタが導通するよりも先に、ショットキ
ーバリアダイオードが導通し、半導体基板へのサブ電流
を低減することができる。このようにしてサブ電流を低
減することができるので、本件半導体装置の発熱を低減
することができ、またラッチアップの回避が可能とな
り、また外付けの逆回復時間が短いフライホイールダイ
オードを設ける必要がなくなる。According to the present invention, the first semiconductor layer which is a well is formed on, for example, a P-type silicon semiconductor substrate, and either the drain region or the source region of the MOS transistor is formed in the first semiconductor layer. And, for example, N
A second semiconductor layer, which is a type diffusion layer, is formed, and the metal layer electrically connected to the second semiconductor layer forms a barrier metal layer with the first semiconductor layer to form a Schottky connection part.
The Schottky barrier diode thus formed is
It is formed in parallel with the MOS transistor, and when the MOS transistor is turned off, an inductive load such as a motor causes a primary forward bias to flow a reverse current. The reverse recovery time of this Schottky barrier diode is sufficiently shorter than that of the above-mentioned parasitic PN junction type diode, and moreover, the forward voltage VF of the Schottky barrier diode.
Is clamped to 0.2 to 0.3V, which is sufficiently smaller than the forward voltage of 0.7V of the parasitic PN junction diode. Therefore, when the inductive load is cut off, the current that primarily flows in the opposite direction to the MOS transistor flows to the Schottky barrier diode, and the sub-current that flows to the semiconductor substrate of P type or the like is reduced to a sufficiently small level. That is,
Base-emitter voltage VBE of parasitic PNP transistor
Is, for example, 0.7 V, so that the Schottky barrier diode is rendered conductive before the parasitic PNP transistor is rendered conductive by the reverse current, and the sub-current to the semiconductor substrate can be reduced. Since the sub-current can be reduced in this way, heat generation of the semiconductor device of the present invention can be reduced, latch-up can be avoided, and an external flywheel diode with a short reverse recovery time must be provided. Disappears.
【0027】さらに本発明に従えば、たとえばN- のウ
エルである第1半導体層の不純物濃度と、それよりも不
純物濃度が高いPまたはP+ である第2半導体層の不純
物濃度との組合わせによって、半導体基板を形成するこ
とでPN接合の耐圧を容易に制御することができ、高耐
圧化を容易に行うことができる。Further, according to the present invention, a combination of the impurity concentration of the first semiconductor layer, which is an N − well, and the impurity concentration of the second semiconductor layer, which is P or P + having a higher impurity concentration than that, is combined. Thus, the breakdown voltage of the PN junction can be easily controlled by forming the semiconductor substrate, and the breakdown voltage can be easily increased.
【0028】本発明では、NチャネルおよびPチャネル
の横型2重拡散MOSトランジスタを実現することがで
き、また通常のPチャネルMOSトランジスタを実現す
ることもまた可能である。According to the present invention, N-channel and P-channel lateral double-diffused MOS transistors can be realized, and a normal P-channel MOS transistor can also be realized.
【0029】[0029]
【実施例】図1は本発明の一実施例であるNチャネル横
型2重拡散MOSトランジスタ180の断面図であり、
図2は当該MOSトランジスタ180の簡略化した平面
図である。図2の切断面線X1−X2−X3から見た断
面が図1に示される。P型シリコン半導体基板100に
は、Nチャネル横型2重拡散MOSトランジスタ180
が構成される。このP型半導体基板100上には、P型
半導体基板100を部分的にN型拡散層としたN- ウエ
ル101が形成される。このウエル101内には、P型
拡散層102およびN型拡散層105が形成される。P
型拡散層102内には、N+ 拡散層であるソース領域1
03が形成され、またバックゲートコンタクトのための
P+ 拡散層104が形成される。N型拡散層105内に
は、N+ 拡散層であるドレイン領域106が形成され
る。ポリシリコンから成るゲート電極107は、ゲート
酸化膜107gを介して、少なくともP型拡散層102
表面上に設けられる。ソース領域103には、アルミニ
ウムなどの金属層108が形成されてソース電極とされ
る。ドレイン電極106にはアルミニウムなどの金属層
109が形成されてドレイン電極とされる。P+ 拡散層
104と金属層108とは、ソース・バックゲートコン
タクト112によって電気的に接続され、またドレイン
領域106と金属層109とは、ドレインコンタクト1
11によって電気的に接続される。本発明に従えば、ソ
ース領域103と電気的に接続された金属層108が、
ドレイン領域106を含むN型拡散層105と直接接触
されることでメタルバリア層が形成され、ショットキー
バリアダイオードSBDが形成される。1 is a sectional view of an N-channel lateral double-diffused MOS transistor 180 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a simplified plan view of the MOS transistor 180. A cross section taken along the section line X1-X2-X3 in FIG. 2 is shown in FIG. The P-type silicon semiconductor substrate 100 has an N-channel lateral double-diffused MOS transistor 180.
Is configured. On this P-type semiconductor substrate 100, an N - well 101 in which the P-type semiconductor substrate 100 is partially used as an N-type diffusion layer is formed. In this well 101, a P-type diffusion layer 102 and an N-type diffusion layer 105 are formed. P
In the type diffusion layer 102, the source region 1 which is an N + diffusion layer is formed.
03 is formed, and the P + diffusion layer 104 for the back gate contact is formed. In the N type diffusion layer 105, a drain region 106 which is an N + diffusion layer is formed. The gate electrode 107 made of polysilicon has at least the P-type diffusion layer 102 via the gate oxide film 107g.
It is provided on the surface. A metal layer 108 of aluminum or the like is formed in the source region 103 to serve as a source electrode. A metal layer 109 of aluminum or the like is formed on the drain electrode 106 to serve as a drain electrode. The P + diffusion layer 104 and the metal layer 108 are electrically connected by the source / back gate contact 112, and the drain region 106 and the metal layer 109 are connected to the drain contact 1.
It is electrically connected by 11. According to the present invention, the metal layer 108 electrically connected to the source region 103 is
A metal barrier layer is formed by making direct contact with the N-type diffusion layer 105 including the drain region 106, and a Schottky barrier diode SBD is formed.
【0030】前記ショットキーバリアダイオードSBD
は、図3に示されるように、金属層108がアノード1
82であって、その金属層108を介してソース領域1
03に接続され、またカソード183は、N型拡散層1
05に接続される。こうしてショットキーバリアダイオ
ードSBDは、Nチャネル横型2重拡散MOSトランジ
スタ180に並列接続された構造となっている。さら
に、Nチャネル横型2重拡散MOSトランジスタ180
には、寄生PN接合型ダイオード184が並列に接続さ
れる。The Schottky barrier diode SBD
As shown in FIG.
82 through the metal layer 108 of the source region 1
03, and the cathode 183 is the N-type diffusion layer 1
05 is connected. Thus, the Schottky barrier diode SBD has a structure connected in parallel to the N-channel lateral double-diffused MOS transistor 180. Furthermore, an N-channel lateral double-diffused MOS transistor 180
A parasitic PN junction type diode 184 is connected in parallel with this.
【0031】図3は、図1に示されるNチャネル横型2
重拡散MOSトランジスタ180と同一の構成であるM
OSトランジスタ180aを用い、またショットキーバ
リアダイオードSBDが形成されていないNチャネル横
型2重拡散MOSトランジスタ185,185aを用い
たモータMを駆動するモータ駆動回路を示す。MOSト
ランジスタ180,185はトーテムポール接続され、
またMOSトランジスタ180a,185aも同様にト
ーテムポール接続され、直流電源VMに接続される。M
OSトランジスタ180a,185aにおけるMOSト
ランジスタ180,185に対応する部分には同一の数
字に添え字aを付して示す。MOSトランジスタ18
0,185aが導通されてモータMが駆動され、またこ
のときMOSトランジスタ180a,185は遮断され
ており、モータMに逆方向電流が流れるときにはMOS
トランジスタ180a,185aが導通され、MOSト
ランジスタ180,185aが遮断される。FIG. 3 shows the N-channel lateral type 2 shown in FIG.
M having the same configuration as the heavy diffusion MOS transistor 180
A motor drive circuit for driving a motor M using the OS transistor 180a and using N-channel lateral double diffusion MOS transistors 185, 185a in which the Schottky barrier diode SBD is not formed is shown. The MOS transistors 180 and 185 are connected to the totem pole,
Further, the MOS transistors 180a and 185a are similarly totem-pole connected and connected to the DC power supply VM. M
Portions of the OS transistors 180a and 185a that correspond to the MOS transistors 180 and 185 are indicated by the same numbers with a subscript a. MOS transistor 18
0, 185a is turned on to drive the motor M, and the MOS transistors 180a, 185 are cut off at this time. When a reverse current flows through the motor M, the MOS transistor 180a, 185 is turned off.
Transistors 180a and 185a are turned on, and MOS transistors 180 and 185a are turned off.
【0032】図4は、図3に示されるモータ駆動回路に
おけるMOSトランジスタ180,185の具体的な構
成を示す断面図である。この実施例ではMOSトランジ
スタ185にはショットキーバリアダイオードSBDが
形成されていないけれども、他の実施例としてMOSト
ランジスタ185,185aは、図1に示される構造で
あるMOSトランジスタ180,180aと同一構造で
あってもよい。MOSトランジスタ180とMOSトラ
ンジスタ185との間にはP- 拡散層199が形成され
る。FIG. 4 is a sectional view showing a specific structure of the MOS transistors 180 and 185 in the motor drive circuit shown in FIG. Although the Schottky barrier diode SBD is not formed in the MOS transistor 185 in this embodiment, as another embodiment, the MOS transistors 185 and 185a have the same structure as the MOS transistors 180 and 180a having the structure shown in FIG. It may be. A P − diffusion layer 199 is formed between the MOS transistor 180 and the MOS transistor 185.
【0033】モータ駆動回路の動作中、たとえばMOS
トランジスタ180,185aが導通状態からターンオ
フする時点で、MOSトランジスタ180における寄生
PNPトランジスタが導通して動作するけれども、ほと
んどの逆電流は寄生PN接合型ダイオードを流れるより
もショットキーバリアダイオードSBDを流れるので、
寄生PNPトランジスタによるP型半導体基板100へ
のサブ電流は少なくなる。また寄生PN接合型ダイオー
ドによる少数キャリアの電子の蓄積が少なく、逆回復時
間が短縮される。During operation of the motor drive circuit, for example, MOS
At the time when the transistors 180 and 185a are turned off from the conductive state, the parasitic PNP transistor in the MOS transistor 180 becomes conductive and operates, but most reverse current flows through the Schottky barrier diode SBD rather than through the parasitic PN junction type diode. ,
Sub-current to the P-type semiconductor substrate 100 due to the parasitic PNP transistor is reduced. In addition, the minority carrier electrons are less accumulated by the parasitic PN junction diode, and the reverse recovery time is shortened.
【0034】以上のように本実施例によれば、Nチャネ
ル横型2重拡散MOSトランジスタ180は、ソース領
域103と電気的に接続された金属層108がドレイン
領域106を含むN型拡散層105とも電気的に接続さ
れることによってシャットキーバリアダイオードSBD
が形成されるので、寄生PN接合ダイオードおよび寄生
PNPトランジスタが導通することによって流れる半導
体基板へのサブ電流を低減することができ、当該MOS
トランジスタ180の発熱を抑えることができる。その
ため、熱対策が容易となり、装置の小型化および許容損
出PDのそれほど高くない安価なパッケージの使用が可
能となる。また、サブ電流が低減されるので、ラッチア
ップの発生を抑えることができる。さらに、ショットキ
ーバリアダイオードSBDは高速スイッチングが可能で
あるので、外付けのフライホイールダイオードが不要と
なる。As described above, according to this embodiment, in the N-channel lateral double-diffused MOS transistor 180, the metal layer 108 electrically connected to the source region 103 and the N-type diffusion layer 105 including the drain region 106 are also included. Shutkey barrier diode SBD by being electrically connected
Is formed, it is possible to reduce the sub-current flowing to the semiconductor substrate due to the conduction of the parasitic PN junction diode and the parasitic PNP transistor.
Heat generation of the transistor 180 can be suppressed. Therefore, it becomes easy to take measures against heat, and it becomes possible to downsize the device and use an inexpensive package in which the allowable loss PD is not so high. Moreover, since the sub-current is reduced, the occurrence of latch-up can be suppressed. Furthermore, since the Schottky barrier diode SBD is capable of high-speed switching, an external flywheel diode is unnecessary.
【0035】図5は本発明の他の実施例であるPチャネ
ル横型2重拡散MOSトランジスタ190の断面図であ
り、図6は当該MOSトランジスタ190の実施例の簡
略化した平面図である。図6の切断面線X4−X5−X
6から見た断面が図5に示される。本実施例では、Pチ
ャネル横型2重拡散MOSトランジスタ190が、P型
半導体基板120上に形成される。この半導体基板12
0上には、N- ウエル121が形成される。このウエル
121内には、N型拡散層122およびP型拡散層12
5が形成される。ベース領域122内には、P+ 拡散層
であるソース領域123が形成され、またバックゲート
コンタクトのためのN+ 拡散層124が形成される。P
型拡散層125内には、P+ 拡散層であるドレイン領域
126が形成される。FIG. 5 is a sectional view of a P-channel lateral double-diffused MOS transistor 190 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a simplified plan view of the embodiment of the MOS transistor 190. Section plane line X4-X5-X in FIG.
The cross section as seen from 6 is shown in FIG. In this embodiment, the P-channel lateral double-diffused MOS transistor 190 is formed on the P-type semiconductor substrate 120. This semiconductor substrate 12
An N − well 121 is formed on 0. In the well 121, the N-type diffusion layer 122 and the P-type diffusion layer 12 are provided.
5 is formed. A source region 123, which is a P + diffusion layer, is formed in the base region 122, and an N + diffusion layer 124 for back gate contact is also formed. P
A drain region 126, which is a P + diffusion layer, is formed in the type diffusion layer 125.
【0036】ポリシリコンから成るゲート電極127
は、ゲート酸化膜127gを介して少なくともベース領
域122を含むN型拡散層121表面上に設けられる。
ソース領域123およびN+ 拡散層124には、ソース
・バックゲートコンタクト132が形成され、当該ソー
ス・バックゲートコンタクト132に金属層128が電
気的に接続されて、ソース電極となる。また、ドレイン
領域126にはドレインコンタクト131が形成され、
当該ドレインコンタクト131に金属層129が電気的
に接続されて、ドレイン電極となる。Gate electrode 127 made of polysilicon
Is provided on the surface of the N-type diffusion layer 121 including at least the base region 122 via the gate oxide film 127g.
A source / back gate contact 132 is formed in the source region 123 and the N + diffusion layer 124, and the metal layer 128 is electrically connected to the source / back gate contact 132 to serve as a source electrode. Further, a drain contact 131 is formed in the drain region 126,
The metal layer 129 is electrically connected to the drain contact 131 to serve as a drain electrode.
【0037】本発明に従えば、ドレイン電極である金属
層129がソース領域123を含むN型拡散層122と
直接接触されて、ショットキーバリアダイオードSBD
が形成される。ショットキーバリアダイオードSBD
は、金属層129側がアノードであり、N型拡散層12
2側がカソードである。According to the present invention, the metal layer 129 serving as the drain electrode is directly contacted with the N-type diffusion layer 122 including the source region 123, and the Schottky barrier diode SBD is formed.
Is formed. Schottky barrier diode SBD
The metal layer 129 side is the anode, and the N-type diffusion layer 12
The second side is the cathode.
【0038】図7は、図5および図6に示されるPチャ
ネル横型2重拡散MOSトランジスタ190と同一の構
成であるMOSトランジスタ190aを用いるととも
に、前述の図15に示されるようなNチャネル横型2重
拡散MOSトランジスタ195および同一の構成である
MOSトランジスタ195aを用いたモータMの駆動回
路を示す。MOSトランジスタ190a,195aにお
けるMOSトランジスタ190,195の対応する部分
には添え字aを付して示す。FIG. 7 uses a MOS transistor 190a having the same structure as the P-channel lateral double-diffused MOS transistor 190 shown in FIGS. 5 and 6, and uses the N-channel lateral 2 as shown in FIG. A drive circuit of a motor M using a heavy diffusion MOS transistor 195 and a MOS transistor 195a having the same configuration is shown. Corresponding portions of the MOS transistors 190 and 195 in the MOS transistors 190a and 195a are shown with a subscript a.
【0039】図8は、図7に示される駆動回路における
MOSトランジスタ190,195の具体的な構成を示
す断面図である。MOSトランジスタ190とMOSト
ランジスタ195との間にはP- 拡散層198が形成さ
れる。MOSトランジスタ195は、ショットキーバリ
アダイオードが形成されていないNチャネル横型2重拡
散MOSトランジスタであるけれども、前述の図1に示
されるショットキーバリアダイオードSBDを備えたN
チャネル横型2重拡散MOSトランジスタ195を用い
てもよい。FIG. 8 is a sectional view showing a specific structure of the MOS transistors 190 and 195 in the drive circuit shown in FIG. A P − diffusion layer 198 is formed between the MOS transistor 190 and the MOS transistor 195. Although the MOS transistor 195 is an N-channel lateral double diffusion MOS transistor in which no Schottky barrier diode is formed, the N-channel MOS transistor 195 including the Schottky barrier diode SBD shown in FIG.
The channel lateral double diffusion MOS transistor 195 may be used.
【0040】以上のように本実施例におけるPチャネル
横型2重拡散MOSトランジスタ190においても、金
属層129とソース領域123を含むN型拡散層122
とによってショットキーバリアダイオードSBDが形成
されるので、前述の第1実施例と同様の効果を得ること
ができる。As described above, also in the P-channel lateral double-diffused MOS transistor 190 of this embodiment, the N-type diffusion layer 122 including the metal layer 129 and the source region 123 is formed.
Since the Schottky barrier diode SBD is formed by and, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above.
【0041】図9は本発明の他の実施例である通常のP
チャネルMOSトランジスタ310の断面図であり、図
10は当該MOSトランジスタ310の簡略化した平面
図である。図9および図10に示されるPチャネルMO
Sトランジスタ310は、前述の図7に示される駆動回
路のMOSトランジスタ190,190aの代わりに用
いることができ、当該PチャネルMOSトランジスタ3
10が、図7に示されるNチャネル横型2重拡散MOS
トランジスタ195,195aとともに用いられてモー
タMの駆動回路を構成する。このような図9および図1
0に示されるPチャネルMOSトランジスタ310とN
チャネル横型2重拡散MOSトランジスタ195との組
合せ構造は、図11に示される。図9は、図10の切断
面線X7−X8−X9から見た断面図である。これらの
図面を参照して、P型シリコン半導体基板140上に
は、N- ウエル141が形成され、このN- ウエル14
1内に、P+ 拡散層であるソース領域142が形成され
るとともに、P+ 拡散層であるドレイン領域144が形
成され、さらにバックゲートコンタクトのためのN+拡
散層143が形成される。ポリシリコンから成るゲート
電極145がゲート酸化膜145aを介してN-ウエル
141表面上に形成される。ソース領域142およびN
+ 拡散層143には、ソース・バックゲートコンタクト
148が形成され、アルミニウムなどの金層層146が
設けられてソース電極とされる。またドレイン領域14
4にはドレインコンタクト149が形成され、アルミニ
ウムなどの金属層147が設けられてドレイン電極とさ
れる。FIG. 9 shows a normal P which is another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view of the channel MOS transistor 310, and FIG. 10 is a simplified plan view of the MOS transistor 310. P-channel MO shown in FIGS. 9 and 10.
The S transistor 310 can be used instead of the MOS transistors 190 and 190a of the drive circuit shown in FIG.
10 is an N-channel lateral double-diffused MOS shown in FIG.
It is used together with the transistors 195 and 195a to form a drive circuit for the motor M. Such FIG. 9 and FIG.
P channel MOS transistor 310 and N shown in FIG.
The combined structure with the channel lateral double diffused MOS transistor 195 is shown in FIG. FIG. 9 is a sectional view taken along the section line X7-X8-X9 in FIG. Referring to these drawings, an N − well 141 is formed on a P-type silicon semiconductor substrate 140, and the N − well 14 is formed.
In 1, together with the source region 142 is a P + diffusion layer is formed, it is formed a drain region 144 is a P + diffusion layer, further N + diffusion layer 143 for the back gate contact is formed. A gate electrode 145 made of polysilicon is formed on the surface of the N - well 141 via a gate oxide film 145a. Source regions 142 and N
A source / back gate contact 148 is formed in the + diffusion layer 143, and a gold layer 146 of aluminum or the like is provided to serve as a source electrode. In addition, the drain region 14
4, a drain contact 149 is formed and a metal layer 147 such as aluminum is provided to serve as a drain electrode.
【0042】本発明に従えば、ドレイン領域144と電
気的に接続された金属層147が、ソース領域のN- ウ
エル141と直接接触されて、ショットキーバリアダイ
オードSBDが形成される。このショットキーバリアダ
イオードSBDは、PチャネルMOSトランジスタ31
0に並列に形成され、金属層147側がアノードとな
り、N- ウエル141側はカソードに対応する。According to the present invention, the metal layer 147 electrically connected to the drain region 144 is directly contacted with the N - well 141 in the source region to form the Schottky barrier diode SBD. The Schottky barrier diode SBD is a P-channel MOS transistor 31.
0 side by side, the metal layer 147 side serves as an anode, and the N − well 141 side corresponds to a cathode.
【0043】以上のように本実施例におけるPチャネル
MOSトランジスタ310においても、金属層147と
N- ウエル141とによってショットキーバリアダイオ
ードSBDが形成されるので、前述の第1実施例と同様
の効果を得ることができる。As described above, also in the P-channel MOS transistor 310 in this embodiment, since the Schottky barrier diode SBD is formed by the metal layer 147 and the N - well 141, the same effect as in the first embodiment described above. Can be obtained.
【0044】図12は本発明の他の実施例のPチャネル
MOSトランジスタ290の断面図であり、図13は当
該MOSトランジスタ290の簡略化した平面図であ
る。図13の切断面線X11〜X14から見た断面図が
図12である。この図12および図13に示されるPチ
ャネルMOSトランジスタ290は、前述の図7に示さ
れるモータの駆動回路におけるMOSトランジスタ19
0,190aに代えて用いられる。図7における一方の
トーテムポール構造を有する、図12および図13に示
されるPチャネルMOSトランジスタ290と、Nチャ
ネル横型2重拡散MOSトランジスタ195とが接続さ
れた構成は、図14に具体的に示されている。FIG. 12 is a sectional view of a P-channel MOS transistor 290 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a simplified plan view of the MOS transistor 290. FIG. 12 is a sectional view taken along the section line X11-X14 in FIG. P channel MOS transistor 290 shown in FIGS. 12 and 13 is equivalent to MOS transistor 19 in the motor drive circuit shown in FIG.
It is used instead of 0,190a. A configuration in which the P-channel MOS transistor 290 shown in FIGS. 12 and 13 having one totem pole structure in FIG. 7 and the N-channel lateral double-diffused MOS transistor 195 are connected is specifically shown in FIG. Has been done.
【0045】図12のP型シリコン半導体基板160上
には、N- ウエル161が形成される。このN- ウエル
161内には、P+ 拡散層であるソース領域162が形
成されるとともに、バックゲートコンタクトのためのN
+ 拡散層163が形成され、金属層166がソース領域
162、N+ 拡散層163に接続されてソース電極が形
成され、この金属層166はN+ 拡散層163とバック
ゲートコンタクトを形成する。N- ウエル161内には
また、P+ 拡散層であるドレイン領域164が形成さ
れ、ここに金属層167が接続されてドレイン電極とさ
れる。ポリシリコンから成るゲート電極165がゲート
酸化膜165aを介してN- ウエル161表面上に形成
される。An N - well 161 is formed on the P-type silicon semiconductor substrate 160 of FIG. In the N - well 161, a source region 162 which is a P + diffusion layer is formed, and an N for a back gate contact is formed.
A + diffusion layer 163 is formed, a metal layer 166 is connected to the source region 162 and the N + diffusion layer 163 to form a source electrode, and the metal layer 166 forms a back gate contact with the N + diffusion layer 163. A drain region 164, which is a P + diffusion layer, is also formed in the N − well 161, and a metal layer 167 is connected thereto to serve as a drain electrode. A gate electrode 165 made of polysilicon is formed on the surface of the N - well 161 via a gate oxide film 165a.
【0046】以上のように本実施例におけるPチャネル
MOSトランジスタ290においても、金属層166と
N- ウエル161とによってショットキーバリアダイオ
ードSBDが形成されるので、前述の第1実施例と同様
の効果を得ることができる。As described above, also in the P-channel MOS transistor 290 in this embodiment, since the Schottky barrier diode SBD is formed by the metal layer 166 and the N - well 161, the same effect as in the above-mentioned first embodiment is obtained. Can be obtained.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、MOSト
ランジスタに並列にショットキーバリアダイオードを内
蔵させることができるので、寄生PN接合型ダイオード
および寄生PNPトランジスタが導通する前に、そのシ
ョットキーバリアダイオードが導通することになり、こ
れによって半導体基板へのサブ電流を低減することがで
き、したがって本件半導体装置の発熱を低減することが
でき、ラッチアップの回避が可能となり、ラッチアップ
設計が容易となり、低消費電力の集積回路を実現するこ
とができ、さらに発熱が少ないので、小型で低価格のパ
ッケージに本件半導体装置を実装することが可能であ
り、熱設計が容易となり、さらに高速スイッチングが可
能となる。さらに逆回復時間が短い外付ダイオードが不
要になる。As described above, according to the present invention, the Schottky barrier diode can be built in parallel to the MOS transistor. Therefore, before the parasitic PN junction type diode and the parasitic PNP transistor are turned on, the Schottky barrier diode is turned on. Since the barrier diode becomes conductive, the sub-current to the semiconductor substrate can be reduced, so that the heat generation of the semiconductor device of the present invention can be reduced, the latch-up can be avoided, and the latch-up design is easy. Since it is possible to realize an integrated circuit with low power consumption and generate less heat, it is possible to mount the semiconductor device in a small and low-priced package, simplify thermal design, and achieve high-speed switching. It will be possible. Furthermore, an external diode having a short reverse recovery time becomes unnecessary.
【0048】さらに本発明によれば、半導体基板上に形
成されるウエルである第1半導体層と、そこに形成され
る第2半導体層とのドープされる不純物濃度の組合せを
希望する値にそれぞれ選んで、PN接合の絶縁耐圧を制
御することが容易であり、これによって高耐圧化を容易
に実現することができるという優れた効果もまた、達成
される。Further, according to the present invention, the combination of the concentration of doped impurities of the first semiconductor layer, which is a well formed on the semiconductor substrate, and the second semiconductor layer formed therein is set to a desired value. It is easy to select and control the withstand voltage of the PN junction, so that an excellent effect that a high withstand voltage can be easily achieved is also achieved.
【図1】本発明の一実施例であるNチャネル横型2重拡
散MOSトランジスタ180の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an N-channel lateral double-diffused MOS transistor 180 which is an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示されるNチャネル横型2重拡散MOS
トランジスタ180の簡略化した平面図である。FIG. 2 is an N-channel lateral double-diffused MOS shown in FIG.
6 is a simplified plan view of a transistor 180. FIG.
【図3】Nチャネル横型2重拡散MOSトランジスタ1
80,180aおよびNチャネル横型2重拡散MOSト
ランジスタ185,185aとを用いたモータ駆動回路
の等価回路図である。FIG. 3 is an N-channel lateral double-diffused MOS transistor 1
It is an equivalent circuit diagram of a motor drive circuit using 80, 180a and N channel lateral double diffusion MOS transistors 185, 185a.
【図4】図3に示されるモータ駆動回路におけるNチャ
ネル横型2重拡散MOSトランジスタ180,185の
具体的な構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a specific configuration of N-channel lateral double-diffused MOS transistors 180 and 185 in the motor drive circuit shown in FIG.
【図5】本発明の他の実施例であるPチャネル横型2重
拡散MOSトランジスタ190の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a P-channel lateral double-diffused MOS transistor 190 according to another embodiment of the present invention.
【図6】図5に示されるPチャネル横型2重拡散MOS
トランジスタ190の簡略化した平面図である。FIG. 6 is a P-channel lateral double-diffused MOS shown in FIG.
4 is a simplified plan view of a transistor 190. FIG.
【図7】Pチャネル横型2重拡散MOSトランジスタ1
90,190aとNチャネル横型2重拡散MOSトラン
ジスタ195,195aとを用いたモータ駆動回路の等
価回路図である。FIG. 7 is a P-channel lateral double-diffused MOS transistor 1
90 is an equivalent circuit diagram of a motor drive circuit using 90, 190a and N-channel lateral double diffusion MOS transistors 195, 195a. FIG.
【図8】図7に示されるモータ駆動回路を構成するMO
Sトランジスタ190,195の具体的な構成を示す断
面図である。8 is an MO constituting the motor drive circuit shown in FIG. 7.
3 is a cross-sectional view showing a specific configuration of S transistors 190 and 195. FIG.
【図9】本発明の他の実施例である通常のPチャネルM
OSトランジスタ310の断面図である。FIG. 9 is a normal P channel M according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of an OS transistor 310. FIG.
【図10】図9に示されるPチャネルMOSトランジス
タ310の簡略化した平面図である。10 is a simplified plan view of P-channel MOS transistor 310 shown in FIG.
【図11】PチャネルMOSトランジスタ310とNチ
ャネル横型2重拡散MOSトランジスタ195とを用い
たモータ駆動回路の具体的な構成を示す断面図である。11 is a sectional view showing a specific configuration of a motor drive circuit using a P-channel MOS transistor 310 and an N-channel lateral double-diffused MOS transistor 195. FIG.
【図12】本発明の他の実施例であるPチャネルMOS
トランジスタ290の断面図である。FIG. 12 is a P channel MOS according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a transistor 290.
【図13】図12に示されるPチャネルMOSトランジ
スタ290の簡略化した平面図である。13 is a simplified plan view of P-channel MOS transistor 290 shown in FIG.
【図14】PチャネルMOSトランジスタ290とNチ
ャネル横型2重拡散MOSトランジスタ195とを用い
たモータ駆動回路の具体的な構成を示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a specific configuration of a motor drive circuit using a P-channel MOS transistor 290 and an N-channel lateral double-diffused MOS transistor 195.
【図15】従来技術によるNチャネル横型2重拡散MO
Sトランジスタ195の断面図である。FIG. 15 is an N-channel lateral double-diffused MO according to the prior art.
9 is a cross-sectional view of an S transistor 195.
【図16】図15に示されたNチャネル横型2重拡散M
OSトランジスタ195を用いたモータ駆動回路の等価
回路図である。16 is an N-channel lateral double diffusion M shown in FIG.
It is an equivalent circuit diagram of a motor drive circuit using an OS transistor 195.
【図17】図16に示されるモータ駆動回路の一部の具
体的な構成を示す断面図である。17 is a cross-sectional view showing a specific configuration of part of the motor drive circuit shown in FIG.
【図18】従来技術におけるPチャネル横型2重拡散M
OSトランジスタ410の断面図である。FIG. 18 is a P-channel lateral double diffusion M in the prior art.
3 is a cross-sectional view of an OS transistor 410. FIG.
【図19】図18に示されたPチャネル横型2重拡散M
OSトランジスタおよび図15に示されたNチャネル横
型2重拡散MOSトランジスタを用いたモータ駆動回路
の等価回路図である。FIG. 19 is a P-channel lateral double diffusion M shown in FIG.
FIG. 16 is an equivalent circuit diagram of a motor drive circuit using an OS transistor and an N-channel lateral double-diffused MOS transistor shown in FIG. 15.
【図20】図19に示されるモータ駆動回路の一部の具
体的な構成を示す断面図である。20 is a cross-sectional view showing a specific configuration of part of the motor drive circuit shown in FIG.
【図21】さらに他の従来技術のPチャネルMOSトラ
ンジスタ350の構造を示す断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing the structure of still another conventional P-channel MOS transistor 350.
【図22】図21に示されたPチャネルMOSトランジ
スタ350および図15に示されたNチャネル横型2重
拡散MOSトランジスタ195を用いたモータ駆動回路
の一部の具体的な構成を示す断面図である。22 is a sectional view showing a specific configuration of part of a motor drive circuit using the P-channel MOS transistor 350 shown in FIG. 21 and the N-channel lateral double-diffused MOS transistor 195 shown in FIG. is there.
100 P型半導体基板 101 N-ウエル 102 P型拡散層 103 ソース領域 104 P+拡散層 105 N型拡散層 106 ドレイン領域 107 ゲート酸化膜 108,109 金属層 111 ドレインコンタクト 112 ソース・バックゲートコンタクト 180 Nチャネル横型2重拡散MOSトランジスタ 190 Pチャネル横型2重拡散MOSトランジスタ 310 PチャネルMOSトランジスタ SBD ショットキーバリアダイオード100 P-type semiconductor substrate 101 N - well 102 P-type diffusion layer 103 Source region 104 P + diffusion layer 105 N-type diffusion layer 106 Drain region 107 Gate oxide film 108, 109 Metal layer 111 Drain contact 112 Source / back gate contact 180 N Channel lateral double diffused MOS transistor 190 P channel lateral double diffused MOS transistor 310 P channel MOS transistor SBD Schottky barrier diode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/78 301 C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 29/78 301 C
Claims (4)
第1半導体層に、MOSトランジスタの第1半導体層と
は異なる導電型式のドレイン領域またはソース領域のい
ずれか一方である第2半導体層が形成され、 第2半導体層と電気的に接続された金属層が、第1半導
体層と接続されることによって、MOSトランジスタに
並列のショットキーバリアダイオードが形成されること
を特徴とする半導体装置。1. A second semiconductor layer, which is one of a drain region and a source region of a conductivity type different from that of the first semiconductor layer of a MOS transistor, is formed in a first semiconductor layer which is a well formed on a semiconductor substrate. A semiconductor device, wherein the formed metal layer electrically connected to the second semiconductor layer is connected to the first semiconductor layer to form a Schottky barrier diode in parallel with the MOS transistor.
半導体層の中に、P型第2半導体層のチャネル領域を形
成し、 このチャネル領域内に形成されたN型第1半導体層のソ
ース領域と、前記N型第1半導体層の中に形成されたN
型第1半導体層のドレイン領域と、ゲート酸化膜を介し
てチャネル領域上に設けたゲート電極とを有するNチャ
ネル横型2重拡散MOSトランジスタを構成し、 前記ソース領域と電気的に接続された金属層がドレイン
領域でN型第1半導体層と接続されることによって、M
OSトランジスタに並列のショットキーバリアダイオー
ドが形成されることを特徴とする半導体装置。2. An N-type first formed on a P-type semiconductor substrate
A channel region of the P-type second semiconductor layer is formed in the semiconductor layer, and a source region of the N-type first semiconductor layer formed in the channel region and the N-type first semiconductor layer are formed. Was N
Forming a N-channel lateral double-diffused MOS transistor having a drain region of the first semiconductor layer and a gate electrode provided on the channel region through a gate oxide film, the metal being electrically connected to the source region The layer being connected to the N-type first semiconductor layer at the drain region,
A semiconductor device having a Schottky barrier diode formed in parallel with an OS transistor.
半導体層の中に、同一導電型式で不純物濃度がN型第1
半導体層よりも低いチャネル領域を形成し、 このチャネル領域内に形成されたP型第2半導体層のソ
ース領域と、N型第1半導体層の中に形成されたP型第
2半導体層のドレイン領域と、ゲート酸化膜を介してチ
ャネル領域上に設けたゲート電極とを有するPチャネル
横型2重拡散MOSトランジスタを構成し、 前記ドレイン領域と電気的に接続された金属層がソース
領域でN型第1半導体層と接続されることによって、M
OSトランジスタに並列のショットキーバリアダイオー
ドが形成されることを特徴とする半導体装置。3. An N-type first formed on a P-type semiconductor substrate
In the semiconductor layer, the same conductivity type and N-type impurity concentration
A channel region lower than the semiconductor layer is formed, and a source region of the P-type second semiconductor layer formed in the channel region and a drain of the P-type second semiconductor layer formed in the N-type first semiconductor layer Forming a P-channel lateral double-diffused MOS transistor having a region and a gate electrode provided on the channel region via a gate oxide film, and the metal layer electrically connected to the drain region is N-type in the source region. By being connected to the first semiconductor layer, M
A semiconductor device having a Schottky barrier diode formed in parallel with an OS transistor.
半導体層の中に設けられたP型第2半導体層のソース領
域と、P型第2半導体層のドレイン領域と、ゲート酸化
膜を介してソース領域とドレイン領域にまたがるチャネ
ル領域上に設けたゲート電極とを有するPチャネルMO
Sトランジスタを構成し、 ドレイン領域と電気的に接続された金属層がN型第1半
導体層と接続されることによって、MOSトランジスタ
に並列のショットキーバリアダイオードが形成されるこ
とを特徴とする半導体装置。4. An N type first formed on a P type semiconductor substrate.
A source region of the P-type second semiconductor layer provided in the semiconductor layer, a drain region of the P-type second semiconductor layer, and a gate provided on a channel region extending over the source region and the drain region via a gate oxide film. P-channel MO with electrodes
A semiconductor characterized in that a Schottky barrier diode is formed in parallel with the MOS transistor by forming an S transistor and connecting a metal layer electrically connected to the drain region to the N-type first semiconductor layer. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26904194A JP3172642B2 (en) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26904194A JP3172642B2 (en) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08130249A true JPH08130249A (en) | 1996-05-21 |
JP3172642B2 JP3172642B2 (en) | 2001-06-04 |
Family
ID=17466856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26904194A Expired - Fee Related JP3172642B2 (en) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3172642B2 (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002373943A (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Fuji Electric Co Ltd | Integrated circuit apparatus for driving plane display |
US6552390B2 (en) | 2001-06-20 | 2003-04-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
US6867494B2 (en) | 2002-05-15 | 2005-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor module |
JP2005536057A (en) * | 2002-08-14 | 2005-11-24 | アドバンスト・アナロジック・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | Isolated complementary MOS device on an epiless substrate |
JP2007103646A (en) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Semiconductor device |
JP2008504680A (en) * | 2004-06-23 | 2008-02-14 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | LDMOS transistor |
US7432579B2 (en) | 2003-10-09 | 2008-10-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device with horizontal MOSFET and Schottky barrier diode provided on single substrate |
US7476935B2 (en) | 2001-11-21 | 2009-01-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | High power semiconductor device having a schottky barrier diode |
JP2009105421A (en) * | 2001-11-21 | 2009-05-14 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Semiconductor device |
US7545005B2 (en) | 2003-03-27 | 2009-06-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device capable of avoiding latchup breakdown resulting from negative variation of floating offset voltage |
EP2341538A3 (en) * | 2009-12-30 | 2013-02-27 | Intersil Americas Inc. | Voltage converter with integrated Schottky device and systems including same |
US9887285B1 (en) | 2016-09-21 | 2018-02-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
WO2023204072A1 (en) * | 2022-04-21 | 2023-10-26 | ローム株式会社 | Semiconductor device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5151258B2 (en) | 2006-06-15 | 2013-02-27 | 株式会社リコー | Semiconductor device for step-up DC-DC converter and step-up DC-DC converter |
-
1994
- 1994-11-01 JP JP26904194A patent/JP3172642B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002373943A (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Fuji Electric Co Ltd | Integrated circuit apparatus for driving plane display |
US6552390B2 (en) | 2001-06-20 | 2003-04-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
US7476935B2 (en) | 2001-11-21 | 2009-01-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | High power semiconductor device having a schottky barrier diode |
JP2009105421A (en) * | 2001-11-21 | 2009-05-14 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Semiconductor device |
US6867494B2 (en) | 2002-05-15 | 2005-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor module |
US7259459B2 (en) | 2002-05-15 | 2007-08-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor module and DC-DC converter |
JP2005536057A (en) * | 2002-08-14 | 2005-11-24 | アドバンスト・アナロジック・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | Isolated complementary MOS device on an epiless substrate |
US7545005B2 (en) | 2003-03-27 | 2009-06-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device capable of avoiding latchup breakdown resulting from negative variation of floating offset voltage |
US7777279B2 (en) | 2003-03-27 | 2010-08-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device capable of avoiding latchup breakdown resulting from negative variation of floating offset voltage |
US7432579B2 (en) | 2003-10-09 | 2008-10-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device with horizontal MOSFET and Schottky barrier diode provided on single substrate |
JP2008504680A (en) * | 2004-06-23 | 2008-02-14 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | LDMOS transistor |
JP2007103646A (en) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Semiconductor device |
EP2341538A3 (en) * | 2009-12-30 | 2013-02-27 | Intersil Americas Inc. | Voltage converter with integrated Schottky device and systems including same |
US9887285B1 (en) | 2016-09-21 | 2018-02-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
WO2023204072A1 (en) * | 2022-04-21 | 2023-10-26 | ローム株式会社 | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3172642B2 (en) | 2001-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6605830B1 (en) | Power semiconductor device including an IGBT with a MOS transistor as a current suppressing device incorporated therein | |
JP3237555B2 (en) | Semiconductor device | |
US20020005559A1 (en) | Lateral semiconductor device | |
JPH03238871A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JP3172642B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2000156495A (en) | High breakdown voltage lateral semiconductor device | |
JP2950025B2 (en) | Insulated gate bipolar transistor | |
JP2950569B2 (en) | MOS type field effect transistor | |
JP4852188B2 (en) | Semiconductor device | |
JP3186405B2 (en) | Horizontal MOSFET | |
US4935799A (en) | Composite semiconductor device | |
US20100084684A1 (en) | Insulated gate bipolar transistor | |
JPH09107097A (en) | Rectifier device and its drive method | |
US5497011A (en) | Semiconductor memory device and a method of using the same | |
JP3206395B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2000049337A (en) | Semiconductor device | |
JPH05114737A (en) | Conductivity modulated mosfet | |
JP3843570B2 (en) | Horizontal diode | |
JP3110094B2 (en) | Insulated gate thyristor | |
JPH02206174A (en) | P-channel insulated-gate bipolar transistor | |
WO2023228587A1 (en) | Semiconductor device and power conversion device | |
JP3127254B2 (en) | SOI type semiconductor device | |
JPH10107168A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP3289880B2 (en) | MOS control thyristor | |
JPH05160409A (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080323 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090323 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |