JPH09139633A - Isolation gate type semiconductor device incorporating control circuit - Google Patents

Isolation gate type semiconductor device incorporating control circuit

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JPH09139633A
JPH09139633A JP8234573A JP23457396A JPH09139633A JP H09139633 A JPH09139633 A JP H09139633A JP 8234573 A JP8234573 A JP 8234573A JP 23457396 A JP23457396 A JP 23457396A JP H09139633 A JPH09139633 A JP H09139633A
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drain
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain negative gate protection and high frequency processing required to be used for a source follower circuit in the isolation gate semiconductor device incorporating a control circuit such as an overheat protection circuit and an overcurrent protection circuit. SOLUTION: A MOSFET 33 is connected between a gate terminal 61 and an internal gate 64 of a power MOSFET to attain high frequency processing. A drain of a MOSFET 34 connects to the gate terminal 61, a source and a body are connected to a body of the MOSFET 33, and a gate connects to a source terminal 62. The body and the source of a MOSFET 41 connect to the body of a MOSFET 33 via a resistor 58, the drain connects to the source terminal and the gate connects to the gate terminal. Even when a negative voltage is applied to the gate terminal 61, the MOSFETs 34, 41 prevent the operation of a parasitic npn transistor(TR) where the drain and the body of the MOSFET 33 are used for the emitter and the base respectively and the drain region of the power MOSFET is used for the collector.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、パワーMOSF
ETやIGBT(Insulated gate bipolar transistor)
等の絶縁ゲート型半導体装置に係り、特に、負ゲート電
圧保護や過熱保護回路等の制御回路を同一チップ上に備
えた制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power MOSF.
ET and IGBT (Insulated gate bipolar transistor)
In particular, the present invention relates to an insulated gate semiconductor device including a control circuit including a control circuit such as a negative gate voltage protection circuit and an overheat protection circuit on the same chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の制御回路内蔵絶縁ゲート
型半導体装置としては、例えば信頼性向上のために特開
平7−58293号公報に開示されるような同一チップ
上に過熱保護回路等の制御回路を内蔵したパワーMOS
FETが知られている。この従来例では、外部ゲート端
子と内部ゲート端子との間にゲート抵抗を接続し、さら
に内部ゲート端子と外部ソース端子との間にゲート遮断
回路用MOSFETを接続している。これにより、チッ
プ温度が規定温度以上に上昇した場合、前記ゲート遮断
回路用MOSFETをオンさせて前記抵抗にゲート電流
を流し、パワーMOSFETが破壊する前にパワーMO
SFETを遮断させることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an insulated gate type semiconductor device having a built-in control circuit of this type, for example, in order to improve reliability, an overheat protection circuit or the like is provided on the same chip as disclosed in JP-A-7-58293. Power MOS with built-in control circuit
FETs are known. In this conventional example, a gate resistor is connected between the external gate terminal and the internal gate terminal, and a gate cutoff circuit MOSFET is connected between the internal gate terminal and the external source terminal. As a result, when the chip temperature rises above the specified temperature, the MOSFET for gate cutoff circuit is turned on, a gate current is passed through the resistor, and the power MO before the power MOSFET is destroyed.
The SFET can be turned off.

【0003】この従来例では、同一チップ上に内蔵する
制御回路は、プロセスステップの増加を抑さえるため
に、パワーMOSFETのドレイン領域に形成する自己
分離型素子分離構造の素子を用いて構成している。この
ため、コストは安く抑さえられるものの、ゲート電圧が
負になった場合にゲート遮断回路用MOSFETのドレ
インとパワーMOSFETのドレインとの間に存在する
寄生npnトランジスタにより、外部ドレイン端子から
外部ゲート端子にリーク電流が流れる可能性が生じる。
そこで、この対策として寄生npnトランジスタのベー
ス電流を遮断するためのダイオードを、ゲート遮断回路
用MOSFETと直列に接続し、さらにこのダイオード
が降伏するのを防止するダイオードを外部ゲート端子と
外部ソース端子との間に接続していた。
In this conventional example, the control circuit built in the same chip is constructed by using an element of a self-isolation type element isolation structure formed in the drain region of the power MOSFET in order to suppress an increase in process steps. There is. Therefore, although the cost is suppressed low, the parasitic npn transistor existing between the drain of the MOSFET for gate cutoff circuit and the drain of the power MOSFET when the gate voltage becomes negative is changed from the external drain terminal to the external gate terminal. There is a possibility that a leak current will flow to.
Therefore, as a countermeasure against this, a diode for cutting off the base current of the parasitic npn transistor is connected in series with the MOSFET for gate cutoff circuit, and a diode for preventing the diode from breaking down is connected to the external gate terminal and the external source terminal. Was connected between.

【0004】また、過熱保護回路を内蔵したパワーMO
SFETの高周波化を図るために上記ゲート抵抗の代わ
りにMOSFETを用いた例が、特開平6−24441
4号公報に開示されている。この従来例では、外部ゲー
ト端子と内部ゲート端子との間にゲート抵抗を使用する
代わりに、ボディの電位がソース端子電圧に固定されて
いるMOSFETを使用していた。
A power MO having a built-in overheat protection circuit is provided.
An example in which a MOSFET is used instead of the above-mentioned gate resistor in order to increase the frequency of SFET is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-24441.
No. 4 discloses this. In this conventional example, instead of using a gate resistor between the external gate terminal and the internal gate terminal, a MOSFET in which the body potential is fixed to the source terminal voltage is used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た前者の従来例によれば、後者の従来例のようにゲート
抵抗の代りにMOSFETを使用して高周波化を図ろう
としても、高周波化のために内部ゲート端子と外部ゲー
ト端子との間に挿入するMOSFETのソースとドレイ
ンが共にパワーMOSFETのソース端子に接続されて
いないため、前述したゲート遮断回路用MOSFETと
ダイオードの直列回路および外部ゲート端子と外部ソー
ス端子との間に設けたダイオードによっては、ゲート電
圧が負になった際に、挿入したMOSFETのドレイン
とパワーMOSFETのドレインとの間に存在する寄生
npnトランジスタが動作するのを防止することができ
なかった。また、パワーMOSFETの内部ゲート端子
と外部ソース端子との間に挿入される前記直列回路のダ
イオードの電圧降下により、パワーMOSFETを完全
に遮断できなかったり、制御回路が正常動作するための
最小ゲート端子電圧がこのダイオードを挿入した分高く
なってしまうという問題点があった。
However, according to the former conventional example described above, even if an attempt is made to use a MOSFET instead of the gate resistance to increase the frequency as in the latter conventional example, it is necessary to increase the frequency. Since the source and drain of the MOSFET inserted between the internal gate terminal and the external gate terminal are not connected to the source terminal of the power MOSFET, the series circuit of the MOSFET and the diode for the gate cutoff circuit and the external gate terminal Depending on the diode provided between the external source terminal and the external source terminal, it is possible to prevent the parasitic npn transistor existing between the drain of the inserted MOSFET and the drain of the power MOSFET from operating when the gate voltage becomes negative. I couldn't. Further, due to the voltage drop of the diode of the series circuit inserted between the internal gate terminal and the external source terminal of the power MOSFET, the power MOSFET cannot be completely shut off, or the minimum gate terminal for the control circuit to operate normally. There is a problem in that the voltage becomes high by inserting this diode.

【0006】さらに、高周波化を図った後者の従来例に
は、ゲート抵抗の代りに基板内に形成したMOSFET
を用いる場合に、基板バイアス効果によりしきい値が高
くなり、ゲート抵抗の代りに用いた前記MOSFETの
オン抵抗が下がらずそれほど高周波化を図れないという
難点があった。なお、ゲート抵抗の代りの前記MOSF
ETに基板上に形成した多結晶シリコンのMOSFET
を用いる場合には、多結晶シリコン中のキャリア移動度
が低くパワーMOSFETを十分に駆動できない上にオ
ン抵抗もあまり低くならないので、高周波化は困難であ
る。
Further, in the latter conventional example in which the frequency is increased, a MOSFET formed in the substrate instead of the gate resistor is used.
In the case of using, the threshold voltage becomes high due to the substrate bias effect, and the on-resistance of the MOSFET used in place of the gate resistance does not decrease, so that it is difficult to achieve a high frequency. The MOSF instead of the gate resistor
Polycrystalline silicon MOSFET formed on ET substrate
In the case of using, the carrier mobility in the polycrystalline silicon is low, the power MOSFET cannot be sufficiently driven, and the on-resistance is not so low, so that it is difficult to increase the frequency.

【0007】そこで、本発明の第1の目的は、制御回路
用MOSFETのソースとドレインが共にパワーMOS
FETのソース端子に接続されていない場合にも、寄生
npnトランジスタ動作が問題とならない負ゲート電圧
保護を有する制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置を提
供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is that the source and drain of the control circuit MOSFET are both power MOS.
It is an object of the present invention to provide an insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit, which has a negative gate voltage protection in which the parasitic npn transistor operation does not matter even when it is not connected to the source terminal of the FET.

【0008】また、本発明の第2の目的は、パワーMO
SFETの遮断を確実に行ない、制御回路が正常動作す
るための最小ゲート端子電圧を従来に比べ低減できる制
御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置を提供することにあ
る。
A second object of the present invention is power MO.
An object of the present invention is to provide an insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit, which can surely cut off the SFET and reduce the minimum gate terminal voltage for the normal operation of the control circuit as compared with the conventional case.

【0009】さらに、本発明の第3の目的は、前記ゲー
ト抵抗の代りに用いるMOSFETの基板バイアス効果
の影響を回避するようにボディ電位を制御してオン抵抗
を低減し高周波化が可能な制御回路内蔵絶縁ゲート型半
導体装置を提供することにある。
Furthermore, a third object of the present invention is to control the body potential so as to avoid the influence of the substrate bias effect of the MOSFET used in place of the gate resistance to reduce the on-resistance and to enable high frequency control. An object is to provide an insulated gate semiconductor device with a built-in circuit.

【0010】また更に、本発明の第4の目的は、MIS
FET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)を用いた
半導体装置一般において、前記MISFETのソース・
ドレイン経路に逆極性信号(nチャネル型FETの場合
にはその通常のボディ電位に対して負極性)が入力され
ても、半導体基板とボディとソース又はドレインとで形
成される寄生バイポーラトランジスタ動作が問題となら
ない装置を提供することにある。
Furthermore, a fourth object of the present invention is to provide a MIS.
In a general semiconductor device using an FET (insulated gate type field effect transistor), the source / source of the MISFET is
Even if a reverse polarity signal (negative polarity with respect to the normal body potential in the case of an n-channel FET) is input to the drain path, the parasitic bipolar transistor operation formed by the semiconductor substrate, the body, and the source or drain is It is to provide a device that does not pose a problem.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装
置は、例えば図1に示すように、ドレイン端子60とゲ
ート端子61とソース端子62を少なくとも具備し、ド
レインをドレイン端子60に接続しソースをソース端子
62に接続したパワーMOSFET29と、該パワーM
OSFETのゲート64とゲート端子61との間に設け
られたパワーMOSFETを制御する第1のMOSFE
T33と、ボディとソースを第1のMOSFETのボデ
ィと接続しドレインをゲート端子61に接続しゲートを
ソース端子62に接続した第2のMOSFET34とか
ら少なくとも構成することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to the present invention has a drain terminal 60, a gate terminal 61, and a source terminal as shown in FIG. A power MOSFET 29 having at least 62, a drain connected to the drain terminal 60, and a source connected to the source terminal 62;
First MOSFET for controlling a power MOSFET provided between the gate 64 and the gate terminal 61 of the OSFET
At least a T33 and a second MOSFET 34 whose body and source are connected to the body of the first MOSFET, whose drain is connected to the gate terminal 61, and whose gate is connected to the source terminal 62 are characterized by the above-mentioned characteristics.

【0012】また、前記制御回路内蔵絶縁ゲート型半導
体装置において、第2のMOSFETに代えて、ボディ
とソースを第1のMOSFETのボディと接続しドレイ
ンをソース端子に接続しゲートをゲート端子に接続した
第3のMOSFET(図1で言えば、MOSFET4
1)、及び/又は、第1のMOSFETのボディとソー
ス端子との間に接続した第1のダイオード(図4で言え
ば、ダイオード18)を用いて構成しても良いし、或い
は、第2のMOSFETと共に前記第3のMOSFET
を用いて構成することもできる。
In the insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit, instead of the second MOSFET, the body and source are connected to the body of the first MOSFET, the drain is connected to the source terminal, and the gate is connected to the gate terminal. The third MOSFET (in FIG. 1, the MOSFET 4
1) and / or a first diode (diode 18 in FIG. 4) connected between the body of the first MOSFET and the source terminal may be used, or the second diode may be used. And the third MOSFET
Can also be configured.

【0013】更に、本発明に係る制御回路内蔵絶縁ゲー
ト型半導体装置は、例えば図5に示すように、ドレイン
端子60とゲート端子61とソース端子62を少なくと
も具備し、ドレインをドレイン端子60に接続しソース
をソース端子62に接続したパワーMOSFET29
と、該パワーMOSFETのゲートとゲート端子61と
の間に設けられたパワーMOSFETを制御する第1の
MOSFET33と、ボディとソースを第1のMOSF
ET33のボディと接続しドレインをソース端子62に
接続しゲートをゲート端子61に接続した第3のMOS
FET41との他に、ボディとソースを第3のMOSF
ET41のボディに接続した少なくとも1つの第4のM
OSFETすなわちMOSFET31やMOSFET3
2等を設けて構成するか、または、例えば図6に示すよ
うに、第3のMOSFET41に代えて第1のダイオー
ド18を用い、MOSFET31やMOSFET32等
の第4のMOSFETのボディとソースを第1のダイオ
ードに接続した構成としても良い。
Further, the insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to the present invention is provided with at least a drain terminal 60, a gate terminal 61 and a source terminal 62 as shown in FIG. 5, and the drain is connected to the drain terminal 60. Power MOSFET 29 whose source is connected to the source terminal 62
A first MOSFET 33 for controlling the power MOSFET provided between the gate of the power MOSFET and the gate terminal 61; and a body and a source of the first MOSF.
A third MOS connected to the body of the ET33, connected to the source terminal 62 at the drain and connected at the gate to the gate terminal 61
In addition to the FET 41, the body and source are the third MOSF.
At least one fourth M connected to the body of the ET41
OSFET, that is, MOSFET 31 and MOSFET 3
2 or the like, or, for example, as shown in FIG. 6, the first diode 18 is used instead of the third MOSFET 41, and the body and source of the fourth MOSFET such as MOSFET 31 and MOSFET 32 are first. It may be configured to be connected to the diode.

【0014】この場合、更に、ボディとソースを第1の
MOSFET33のボディと接続しドレインをゲート端
子61に接続しゲートをソース端子62に接続した第2
のMOSFET34を設ければ好適である。
In this case, the body and the source are further connected to the body of the first MOSFET 33, the drain is connected to the gate terminal 61, and the gate is connected to the source terminal 62.
It is preferable to provide the MOSFET 34.

【0015】また更に、ボディとソースをソース端子6
2に接続した少なくとも1つの第5のMOSFETすな
わち図3で言えばMOSFET36を設けても良い。こ
の場合、第5のMOSFETのドレインとゲート端子6
1またはパワーMOSFETのゲ−トとの間に第2のダ
イオード16を更に設ければ好適である。
Furthermore, the body and the source are connected to the source terminal 6
At least one fifth MOSFET connected to 2, ie MOSFET 36 in FIG. 3, may be provided. In this case, the drain and gate terminal 6 of the fifth MOSFET
It is preferable that a second diode 16 is further provided between the gate 1 and the gate of the power MOSFET.

【0016】また、例えば図7に示すように、ボディを
第3のMOSFET41のボディに接続しソースをソー
ス端子62に接続した少なくとも1つの第6のMOSF
ET、例えばMOSFET37,MOSFET38等を
更に設けてもよい。この場合、第6のMOSFETのド
レインとゲート端子61との間に第3のダイオード1
1,14又は17を更に設ければ好適である。
Further, for example, as shown in FIG. 7, at least one sixth MOSF whose body is connected to the body of the third MOSFET 41 and whose source is connected to the source terminal 62.
ET, for example, MOSFET37, MOSFET38 and the like may be further provided. In this case, the third diode 1 is provided between the drain of the sixth MOSFET and the gate terminal 61.
It is preferable to further provide 1, 14 or 17.

【0017】また、例えば図1に示すように、更にゲー
ト端子61とソース端子62との間に第4のダイオード
12を設けるか、或いは第4のダイオード12及びこれ
に直列で逆向きに接続された第5のダイオード13を設
ければ好適である。更に、例えば図1に示すように、第
1のMOSFET33のボディとソース端子62の間に
第1の抵抗58を更に設ければ好適である。
Further, for example, as shown in FIG. 1, a fourth diode 12 is further provided between the gate terminal 61 and the source terminal 62, or the fourth diode 12 and the fourth diode 12 are connected in series in the opposite direction. It is preferable to provide the fifth diode 13 as well. Further, for example, as shown in FIG. 1, it is preferable to further provide a first resistor 58 between the body of the first MOSFET 33 and the source terminal 62.

【0018】また、例えば図1に示すように、第1のM
OSFET33は、ソースをパワーMOSFETのゲー
ト64に接続しドレインをゲート端子61に接続すれば
好適である。この場合、パワーMOSFETのゲート6
4とゲート端子61の間に第6のダイオード15及び/
又は第2の抵抗50を設けても良く、更にゲートとドレ
インをパワーMOSFETのゲート64に接続しボディ
を第1のMOSFET33のボディに接続しソースをゲ
ート端子61に接続した第7のMOSFET48を設け
ても良い。
Further, for example, as shown in FIG.
It is preferable that the OSFET 33 has a source connected to the gate 64 of the power MOSFET and a drain connected to the gate terminal 61. In this case, the gate 6 of the power MOSFET
4 and the gate terminal 61 between the sixth diode 15 and /
Alternatively, a second resistor 50 may be provided, and a seventh MOSFET 48 having a gate and a drain connected to the gate 64 of the power MOSFET, a body connected to the body of the first MOSFET 33, and a source connected to the gate terminal 61 is provided. May be.

【0019】更に、例えば図1に示すように、第1のM
OSFET33のゲートとゲート端子61との間に第3
の抵抗51、及び/又は第7のダイオード14を設けれ
ば好適であり、また更に第1のMOSFET33のゲー
トとソースとの間にキャパシタ25を設ければ好適であ
る。
Further, for example, as shown in FIG.
A third gate is provided between the gate of the OSFET 33 and the gate terminal 61.
Is preferably provided with the resistor 51 and / or the seventh diode 14, and further preferably provided with the capacitor 25 between the gate and the source of the first MOSFET 33.

【0020】また、上記第1のMOSFET〜第3のM
OSFETをデプレッション型とすれば好適である。そ
して、本発明に係る制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装
置は、例えば図2に示すように、第1のMOSFET3
3のボディ領域104aとパワーMOSFET29のボ
ディ領域107とをパワーMOSFETのドレイン領域
102で分離した構造とすれば好適である。
Further, the first MOSFET to the third M
It is preferable to use the depletion type OSFET. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to the present invention includes a first MOSFET 3 as shown in FIG.
The body region 104a of No. 3 and the body region 107 of the power MOSFET 29 are preferably separated by the drain region 102 of the power MOSFET.

【0021】また、本発明に係る制御回路内蔵絶縁ゲー
ト型半導体装置は、例えば図8に示すように、ドレイン
端子60とゲート端子61とソース端子62を少なくと
も具備し、ドレインをドレイン端子61に接続しソース
をソース端子62に接続したパワーMOSFET29
と、ゲートとソースを接続しドレインをゲート端子61
に接続しパワーMOSFET29の制御回路に用いる少
なくとも1つのデプレッション型の第8のMOSFET
すなわちMOSFET43やMOSFET44等と、ボ
ディとソースを第8のMOSFETのボディと接続しド
レインをゲート端子61に接続しゲートをソース端子6
2に接続した第2のMOSFET34とから少なくとも
構成することができる。
The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to the present invention is provided with at least a drain terminal 60, a gate terminal 61 and a source terminal 62 as shown in FIG. 8, and the drain is connected to the drain terminal 61. Power MOSFET 29 whose source is connected to the source terminal 62
, The gate and source are connected and the drain is connected to the gate terminal 61
At least one depletion type eighth MOSFET connected to the power MOSFET 29 for use in the control circuit of the power MOSFET 29
That is, the MOSFET 43, the MOSFET 44, etc., the body and the source are connected to the body of the eighth MOSFET, the drain is connected to the gate terminal 61, and the gate is the source terminal 6
At least the second MOSFET 34 connected to the second MOSFET 34.

【0022】この場合、第2のMOSFETに代えて、
ボディとソースを第8のMOSFETのボディと接続し
ドレインをソース端子に接続しゲートをゲート端子に接
続した第3のMOSFET41、及び/又は、第8のM
OSFETのボディとソース端子との間に接続した第1
のダイオード(図4で言えば、ダイオード18)を用い
て構成しても良いし、或いは、第2のMOSFETと共
に第3のMOSFETを用いて構成することもできる。
In this case, instead of the second MOSFET,
A third MOSFET 41 having a body and a source connected to the body of the eighth MOSFET, a drain connected to the source terminal, and a gate connected to the gate terminal, and / or an eighth M
The first connected between the body of the OSFET and the source terminal
The diode (the diode 18 in FIG. 4) may be used, or the third MOSFET may be used together with the second MOSFET.

【0023】また、この場合も、第8のMOSFETの
ボディ領域とパワーMOSFETのボディ領域とをパワ
ーMOSFETのドレイン領域で分離した構造とすれば
好適である。
Also in this case, it is preferable that the body region of the eighth MOSFET and the body region of the power MOSFET are separated by the drain region of the power MOSFET.

【0024】さらに、本発明を一般化して、MISFE
Tを用いた半導体装置に応用する場合には、例えば図1
及び図2に示すように、基板と、該基板に設けられた第
1導電型の第1領域102と、該第1領域102に接す
る第2導電型の第2領域104aと、該第2領域104
a内に設けられた第1導電型チャネルの第1のMISF
ET33とを具備する半導体装置において、前記第1の
MISFETのソース又はドレイン109bに該ソース
又はドレインと前記第2領域との間のpn接合の順方向
となる第1入力電圧が入力された場合に、前記第2領域
をフローティング状態とするか、又は、前記第1入力電
圧が入力されたソース又はドレインと前記第2領域とを
接続するかのいずれかを行うスイッチング手段(34,
41)を具備すればよい。
Further, the present invention is generalized to a MISFE.
When applied to a semiconductor device using T, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, a substrate, a first conductivity type first region 102 provided on the substrate, a second conductivity type second region 104a in contact with the first region 102, and the second region. 104
a first MISF of the first conductivity type channel provided in a
In a semiconductor device including the ET33, when a first input voltage in the forward direction of a pn junction between the source or drain and the second region is input to the source or drain 109b of the first MISFET. , A switching means (34, 34) which either brings the second region into a floating state or connects the source or drain to which the first input voltage is input and the second region.
41) may be provided.

【0025】この場合に、前記スイッチ手段を、前記第
1のMISFETの前記第1入力電圧が入力されるソー
ス又はドレインにそのソース又はドレインが接続され、
前記第1のMISFETのボディにそのドレイン又はソ
ースとそのボディとが接続され、そのゲートが第1の電
位に接続された第2のMISFET34で構成すれば好
適である。
In this case, the source or the drain of the switch means is connected to the source or the drain of the first MISFET to which the first input voltage is input,
It is preferable that the body of the first MISFET is connected to the drain or source thereof and the body thereof, and the gate thereof is composed of the second MISFET 34 connected to the first potential.

【0026】また、前記スイッチング手段を、前記第1
のMISFETの前記第1入力電圧が入力されるソース
又はドレインにそのゲートが接続され、前記第1のMI
SFETのボディにそのソース又はドレインとそのボデ
ィとが接続され、そのドレイン又はソースが第1の電位
に接続された第3のMISFET41で構成してもよい
し、前記第2のMISFET34と組み合わせてもよ
い。第3のMISFET41と第2のMISFET34
とを組み合わせた場合には、前記第1のMISFETの
ボディと前記第3のMISFETのソース又はドレイン
及びボディとの間に接続された抵抗素子を設ければ好適
である。
The switching means may be the first
The MISFET of which the gate is connected to the source or drain to which the first input voltage is input,
The source or drain and the body of the SFET may be connected to the body, and the drain or the source may be formed of the third MISFET 41 connected to the first potential, or may be combined with the second MISFET 34. Good. Third MISFET 41 and second MISFET 34
In the case of combining and, it is preferable to provide a resistance element connected between the body of the first MISFET and the source or drain and the body of the third MISFET.

【0027】また、前記スイッチング手段を、前記第1
のMISFETのボディと第1の電位との間に接続され
たダイオードで構成してもよいし、前記第2のMISF
ET34と組み合わせてもよい。ダイオードと第2のM
ISFET34とを組み合わせた場合には、前記第1の
MISFETのボディとダイオードとの間に接続された
抵抗素子を設ければ好適である。
The switching means may be the first
May be constituted by a diode connected between the body of the MISFET and the first potential.
It may be combined with ET34. Diode and second M
When combined with the ISFET 34, it is preferable to provide a resistance element connected between the body of the first MISFET and the diode.

【0028】さらに、前記第1領域102は、前記第2
領域104aが前記第1の電位に接続されているときに
前記第1領域102と前記第2領域104aとの間のp
n接合に対して逆方向となる電圧が印加される如き第2
の電位に接続されれば、ブレークダウンが阻止されて好
適である。
Further, the first area 102 is the second area.
P between the first region 102 and the second region 104a when the region 104a is connected to the first potential.
The second such that a reverse voltage is applied to the n-junction
If it is connected to the electric potential of, breakdown is prevented, which is preferable.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】従来の制御回路内蔵絶縁ゲート型
半導体装置では、パワーMOSFETのドレイン領域に
形成した自己分離型素子分離構造の横型MOSFETを
用いて制御回路を構成していた。従来のようにパワーM
OSFETを制御する第1のMOSFETを横型MOS
FETとすると、ゲート端子が負になった場合、第1の
MOSFETのボディをベース、第1のMOSFETの
ソースまたはドレインをエミッタ、パワーMOSFET
のドレインをコレクタとする寄生npnトランジスタが
オンしてしまい、ドレイン端子からゲート端子へリーク
電流が流れた。これに対して、本発明に係る制御回路内
蔵絶縁ゲート型半導体装置の好適な実施の形態によれ
ば、例えば図1に示すように、第1のMOSFET33
のボディに、ボディとソースを接続すると共にドレイン
をゲート端子61に接続した第2のMOSFET34を
設けたことにより、ゲート端子が負になった場合には第
2のMOSFETがオンするため、第1のMOSFET
33に存在する前記寄生npnトランジスタのエミッタ
・ベース間が順バイアスされてオンするのを防止でき
る。ここで、第2のMOSFETをデプレッション型に
した場合には、この負ゲート電圧保護が早く働くように
なる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the conventional insulated gate type semiconductor device with a built-in control circuit, the control circuit is configured by using the lateral MOSFET having the self-isolation type element isolation structure formed in the drain region of the power MOSFET. Power M as before
The first MOSFET that controls the OSFET is a lateral MOS
If the gate terminal is negative, the body of the first MOSFET is the base, the source or drain of the first MOSFET is the emitter, and the power MOSFET is a FET.
The parasitic npn transistor having the drain as the collector is turned on, and a leak current flows from the drain terminal to the gate terminal. On the other hand, according to a preferred embodiment of the insulated gate type semiconductor device with a built-in control circuit according to the present invention, as shown in FIG.
Since the second MOSFET 34 in which the body and the source are connected and the drain is connected to the gate terminal 61 is provided in the body of, the second MOSFET is turned on when the gate terminal becomes negative. MOSFET
It is possible to prevent the parasitic npn transistor existing at 33 from being forward-biased between the emitter and the base and being turned on. Here, when the second MOSFET is of the depletion type, this negative gate voltage protection comes to work quickly.

【0030】また、第1のMOSFET33のボディと
ソース端子間に第1のダイオード18を設けた場合に
は、この第1のダイオードはゲート端子に正の電圧が印
加されているとき順バイアスされるため、第1のMOS
FETのボディはソース電位にほぼ等しいが、ゲート端
子に負の電圧が印加されているときには第1のダイオー
ドは逆バイアスされるため、第1のMOSFETに存在
する前記寄生npnトランジスタにベース電流は流れな
い。このため、寄生npnトランジスタはオンしない。
Further, when the first diode 18 is provided between the body and the source terminal of the first MOSFET 33, the first diode 18 is forward biased when a positive voltage is applied to the gate terminal. Therefore, the first MOS
The body of the FET is almost equal to the source potential, but when a negative voltage is applied to the gate terminal, the first diode is reverse-biased, so a base current flows through the parasitic npn transistor existing in the first MOSFET. Absent. Therefore, the parasitic npn transistor does not turn on.

【0031】また、第1のMOSFET33のボディ
に、ボディとソースを接続すると共にドレインをソース
端子62に接続しゲートをゲート端子61に接続した第
3のMOSFET41を設けた場合には、この第3のM
OSFETはゲート端子に正の電圧が印加されていると
きには第1のMOSFETのボディがソース端子電圧と
なるようにオンするが、ゲート端子に負の電圧が印加さ
れているときにはオフするため第1のMOSFETに存
在する寄生npnトランジスタにベース電流は流れな
い。このように第3のMOSFET41を設けることに
より、従来例のダイオードを用いた負ゲート電圧保護回
路に比べてゲート端子電圧の最小値を低減でき、ゲート
電圧の動作マージンが増加するという利点がある。さら
に、第3のMOSFETをデプレッション型とした場合
には、ゲート端子電圧が低くても第1のMOSFETの
ボディ電圧はソース端子電圧に等しくなるため、ゲート
電圧の動作マージンをさらに向上することができる。
When the body of the first MOSFET 33 is provided with the third MOSFET 41 in which the body and the source are connected, the drain is connected to the source terminal 62, and the gate is connected to the gate terminal 61, the third MOSFET 41 is provided. M
The OSFET is turned on so that the body of the first MOSFET becomes the source terminal voltage when a positive voltage is applied to the gate terminal, but is turned off when a negative voltage is applied to the gate terminal. No base current flows in the parasitic npn transistor existing in the MOSFET. By providing the third MOSFET 41 in this manner, there is an advantage that the minimum value of the gate terminal voltage can be reduced and the operation margin of the gate voltage is increased, as compared with the negative gate voltage protection circuit using the diode of the conventional example. Further, when the third MOSFET is a depletion type, the body voltage of the first MOSFET becomes equal to the source terminal voltage even if the gate terminal voltage is low, so that the operation margin of the gate voltage can be further improved. .

【0032】また、第2のMOSFET34を用いて寄
生npnトランジスタのエミッタ・ベース間が順バイア
スされるのを防止すると共に、第3のMOSFET41
または第1のダイオード18を用いて寄生npnトラン
ジスタのベース電流を阻止する場合には、寄生npnト
ランジスタ動作防止効果が増加する。これは、第2のM
OSFETの電流駆動能力が十分高まっているときに
は、第2のMOSFETだけでも、たとえ高速にゲート
端子電圧が低下しても寄生npn動作防止効果がある
が、ゲート電圧の値が0ボルト近辺のため第2のMOS
FETが十分オン状態にならないと寄生npnトランジ
スタ動作の防止効果が現われない可能性があるためであ
り、一方、第3のMOSFETまたは第1のダイオード
を用いるだけの場合は、ゲート電圧の値が0ボルト近辺
でも寄生npnトランジスタ動作の防止効果があるが、
高速にゲート電圧が低下すると一時的に寄生npnトラ
ンジスタがオンする可能性があるためである。
The second MOSFET 34 is used to prevent forward bias between the emitter and the base of the parasitic npn transistor, and the third MOSFET 41 is used.
Alternatively, when the base current of the parasitic npn transistor is blocked by using the first diode 18, the parasitic npn transistor operation preventing effect is increased. This is the second M
When the current drive capability of the OSFET is sufficiently high, even if only the second MOSFET is used, the parasitic npn operation can be prevented even if the gate terminal voltage drops rapidly. However, since the gate voltage value is around 0 volt, 2 MOS
This is because the effect of preventing the parasitic npn transistor operation may not appear unless the FET is sufficiently turned on. On the other hand, when only the third MOSFET or the first diode is used, the gate voltage value is 0. Although it has the effect of preventing parasitic npn transistor operation even near the voltage,
This is because the parasitic npn transistor may be turned on temporarily when the gate voltage drops at high speed.

【0033】また、ドレインもソースも共にソース端子
に接続されていない制御回路用MOSFET、例えば図
3に示したMOSFET33に関しては、上述した寄生
npnトランジスタ動作の防止対策を行ない、一方、ソ
ース接地で使用する制御回路用の第5のMOSFET、
例えばMOSFET36に存在する寄生npnトランジ
スタの動作防止に関しては、これと直列に第2のダイオ
ード16を接続し、さらに第2のダイオードが降伏する
のを防止するため、第2のダイオード16より耐圧が低
い第5のダイオード13をゲート端子61とソース端子
62の間に接続してもよい。
For the control circuit MOSFET in which neither the drain nor the source is connected to the source terminal, for example, the MOSFET 33 shown in FIG. 3, the above-mentioned measure for preventing the parasitic npn transistor operation is taken, while the source is grounded. A fifth MOSFET for the control circuit,
For example, in order to prevent the operation of the parasitic npn transistor existing in the MOSFET 36, the second diode 16 is connected in series with the parasitic npn transistor, and the breakdown voltage of the second diode 16 is lower than that of the second diode 16 in order to prevent the second diode from breakdown. The fifth diode 13 may be connected between the gate terminal 61 and the source terminal 62.

【0034】第1のMOSFETのソースをパワーMO
SFETのゲートに接続すると共に第1のMOSFET
のドレインをゲート端子に接続する場合、図2に示した
ように第1のMOSFET33のボディをパワーMOS
FET29のボディと分離することにより、ゲート端子
に正の電圧が印加されたときには第1のMOSFETの
ボディの電位も上昇することができるので、第1のMO
SFETの基板バイアス効果が軽減される。このため第
1のMOSFETの実効的オン抵抗が低減し、高速にパ
ワーMOSFETをオンすることができる。
The source of the first MOSFET is power MO
First MOSFET connected to the gate of SFET
When the drain of the first MOSFET 33 is connected to the gate terminal, the body of the first MOSFET 33 is connected to the power MOS as shown in FIG.
By separating from the body of the FET 29, the potential of the body of the first MOSFET can also rise when a positive voltage is applied to the gate terminal.
The substrate bias effect of the SFET is reduced. Therefore, the effective on-resistance of the first MOSFET is reduced, and the power MOSFET can be turned on at high speed.

【0035】また、ボディとソースをソース端子に接続
した第5のMOSFET、例えば図3で言えば過電流保
護回路に用いているMOSFET36の場合には、第2
のダイオード16をパワーMOSFETのゲート64と
MOSFET36のドレインとの間に設けることによ
り、ゲート端子に負ゲート電圧が印加されたときに生じ
る寄生npnトランジスタ動作を防止している。なお、
制御回路内に同様のソース接地した第5のMOSFET
があり、そのドレインがゲート端子側に接続されるよう
な場合には、第2のダイオードは第5のMOSFETの
ドレインとゲート端子61との間に設ければよい。
In the case of the fifth MOSFET having the body and the source connected to the source terminal, for example, the MOSFET 36 used in the overcurrent protection circuit in FIG. 3, the second MOSFET is used.
The diode 16 is provided between the gate 64 of the power MOSFET and the drain of the MOSFET 36 to prevent the parasitic npn transistor operation that occurs when a negative gate voltage is applied to the gate terminal. In addition,
A similar source-grounded fifth MOSFET in the control circuit
And the drain is connected to the gate terminal side, the second diode may be provided between the drain of the fifth MOSFET and the gate terminal 61.

【0036】更に、第1のMOSFETのボディとソー
ス端子との間に第1の抵抗を接続することにより、第1
のMOSFETのボディ電位が高くなるので、パワーM
OSFETを高速にオンすることができ、定常状態では
ボディ電圧はソース電圧近辺に低下するので第1のMO
SFETのオン抵抗の変動がなくなり、パワーMOSF
ETの特性を安定させることができる。
Furthermore, by connecting the first resistor between the body and the source terminal of the first MOSFET,
Since the body potential of the MOSFET becomes higher, the power M
Since the OSFET can be turned on at high speed and the body voltage drops near the source voltage in the steady state, the first MO
There is no change in the on resistance of the SFET, and the power MOSF
The ET characteristics can be stabilized.

【0037】また、例えば図1に示すように、第1のM
OSFET33のソースをパワーMOSFETのゲート
64に接続すると共に第1のMOSFET33のドレイ
ンをゲート端子61に接続する場合、第6のダイオード
15をパワーMOSFETのゲート64とゲート端子6
1との間に接続するか、或いはゲートとドレインをパワ
ーMOSFETのゲート64に接続すると共にボディを
第1のMOSFET33のボディに接続し、かつ、ソー
スをゲート端子61に接続した第7のMOSFET48
を更に設けることにより、パワーMOSFETのゲート
電荷を高速に放電することができる。
Further, for example, as shown in FIG.
When the source of the OSFET 33 is connected to the gate 64 of the power MOSFET and the drain of the first MOSFET 33 is connected to the gate terminal 61, the sixth diode 15 is connected to the gate 64 of the power MOSFET and the gate terminal 6.
7 or the gate and the drain are connected to the gate 64 of the power MOSFET and the body is connected to the body of the first MOSFET 33, and the source is connected to the gate terminal 61.
By further providing, the gate charge of the power MOSFET can be discharged at high speed.

【0038】更に、第2の抵抗50をゲート端子61と
パワーMOSFETのゲート64との間に接続すること
により、パワーMOSFETがオン状態のときのゲート
電圧がゲート端子の電圧と等しくなるため、パワーMO
SFETのオン抵抗を低減できる。
Further, by connecting the second resistor 50 between the gate terminal 61 and the gate 64 of the power MOSFET, the gate voltage when the power MOSFET is in the ON state becomes equal to the voltage of the gate terminal, so that the power MO
The ON resistance of the SFET can be reduced.

【0039】また、第1のMOSFET33のゲートと
ゲート端子61との間に第7のダイオード14と第3の
抵抗51とを設けると共に、第1のMOSFETのゲー
トとソースとの間にキャパシタ25を設けたブートスト
ラップ回路構成とすることにより、第1のMOSFET
のゲート電圧が高くなるためオン抵抗が低くなり、パワ
ーMOSFETのオンタイムが向上する。
Further, the seventh diode 14 and the third resistor 51 are provided between the gate of the first MOSFET 33 and the gate terminal 61, and the capacitor 25 is provided between the gate and the source of the first MOSFET. With the bootstrap circuit configuration provided, the first MOSFET
Since the gate voltage becomes high, the on-resistance becomes low, and the on-time of the power MOSFET is improved.

【0040】第1のMOSFET33には基板バイアス
がかかるためオン抵抗が増加するが、第1のMOSFE
Tをデプレッション型MOSFETとすることにより、
基板バイアスがかかってもオン抵抗が小さくなるように
設定できるためパワーMOSFETのターンオン速度を
向上することができる。
The on-resistance increases because the first MOSFET 33 is subjected to the substrate bias, but the first MOSFET is
By making T a depletion type MOSFET,
Since the on-resistance can be set to be small even when the substrate bias is applied, the turn-on speed of the power MOSFET can be improved.

【0041】また、第1のMOSFETのボディ領域と
パワーMOSFETのボディ領域とを、パワーMOSF
ETのドレイン領域で分離したことにより、第1のMO
SFETのボディ領域をベースとする寄生npnトラン
ジスタがオンしないように、第1のMOSFETのボデ
ィ電位をパワーMOSFETの電位と独立に制御でき
る。更に、第1のMOSFETのボディの電位をパワー
MOSFETのソース電位より高くして、基板バイアス
効果による第1のMOSFETの実効的なオン抵抗の増
加を抑えることが可能となる。上記ボディ領域の分離
は、追加プロセスなしで実現できる。
The body region of the first MOSFET and the body region of the power MOSFET are connected to the power MOSF.
Separation at the ET drain region results in the first MO
The body potential of the first MOSFET can be controlled independently of the potential of the power MOSFET so that the parasitic npn transistor based on the body region of the SFET does not turn on. Further, the potential of the body of the first MOSFET can be made higher than the source potential of the power MOSFET, and it is possible to suppress an effective increase in the on-resistance of the first MOSFET due to the substrate bias effect. The separation of the body region can be realized without any additional process.

【0042】また、ゲートとソースを接続しドレインを
ゲート端子61に接続しパワーMOSFETの制御回路
に用いる少なくともデプレッション型の第8のMOSF
ETのボデイ、例えば図8で言えばアクティブ負荷を構
成するMOSFET43〜45、のボディに、ボディと
ソースを接続しゲートをソース端子62に接続した第2
のMOSFET34を設けることにより、ゲート端子に
負ゲート電圧が印加されたときには第2のMOSFET
がオンして、第1のMOSFETと同様に第8のMOS
FETにも存在する寄生npnトランジスタが動作する
のを防止する。
At least a depletion type eighth MOSF which is used for the control circuit of the power MOSFET by connecting the gate and the source and connecting the drain to the gate terminal 61.
Second body in which the body and the source are connected to the body and the gate is connected to the source terminal 62 to the body of the ET body, for example, the MOSFETs 43 to 45 constituting the active load in FIG.
The second MOSFET is provided by providing the second MOSFET 34 when a negative gate voltage is applied to the gate terminal.
Is turned on, and the eighth MOS is turned on similarly to the first MOSFET.
It prevents the parasitic npn transistor also present in the FET from operating.

【0043】また、第8のMOSFETのボディとソー
ス端子間に第1のダイオードを設けた場合、或いは第8
のMOSFETのボディに、ボディとソースを接続する
と共にドレインをソース端子に接続しゲートをゲート端
子に接続した第3のMOSFETを設けた場合、或いは
第2のMOSFETと第3のMOSFETを設けた場合
の作用及び効果は、上述した第1のMOSFETに対し
て設けた場合と同様の作用及び効果である。
Further, when the first diode is provided between the body and the source terminal of the eighth MOSFET, or
In the case where the body of the MOSFET is provided with a third MOSFET in which the body is connected to the source, the drain is connected to the source terminal, and the gate is connected to the gate terminal, or the second MOSFET and the third MOSFET are provided. The action and effect of are the same as the action and effect provided in the above-described first MOSFET.

【0044】さらに、本発明を一般化して考えれば、M
ISFETのソース・ドレイン経路に逆極性信号が入力
された時に、通常はそのボディ104aとソース又はド
レインとの間のpn接合にpからnへの順電圧が印加さ
れることになって、半導体基板とボディとソース又はド
レインとで形成される寄生バイポーラトランジスタ動作
が発生してしまうという問題があるが、逆極性信号であ
る第1入力電圧が入力された場合に、ボディとなる第2
領域104aをフローティング状態とするか、又は、前
記第1入力電圧が入力されたソース又はドレインと前記
第2領域(ボディ)とを接続して同電位にすることによ
り寄生バイポーラトランジスタのベース電流が流れない
ので前記問題は解決される。
Further, when the present invention is generalized, M
When a reverse polarity signal is input to the source / drain path of the ISFET, a forward voltage from p to n is normally applied to the pn junction between the body 104a and the source or drain of the ISFET. There is a problem that a parasitic bipolar transistor operation formed by the body and the source or drain occurs, but when the first input voltage which is a reverse polarity signal is input, the second bipolar transistor becomes a body.
The base current of the parasitic bipolar transistor flows by setting the region 104a in a floating state or connecting the source or drain to which the first input voltage is input and the second region (body) to the same potential. Since there is none, the above problem is solved.

【0045】[0045]

【実施例】次に、本発明に係る制御回路内蔵絶縁ゲート
型半導体装置の更に具体的な実施例につき、添付図面を
参照しながら以下詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A more specific embodiment of an insulated gate semiconductor device having a control circuit according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0046】<実施例1>図1は本発明に係る制御回路
内蔵絶縁ゲート型半導体装置の第1の実施例を示す回路
構成図であり、図2は図1に示した回路構成を実現する
制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置の要部断面構造図
である。
<First Embodiment> FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of an insulated gate semiconductor device having a control circuit according to the present invention, and FIG. 2 realizes the circuit configuration shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram of a main part of an insulated gate semiconductor device having a control circuit.

【0047】図2に示した構造を有する本実施例の半導
体装置は、従来の縦型パワーMOSFETと同様のプロ
セスで形成できる。図2において、参照符号101はア
ンチモン又は砒素を不純物とした抵抗率0.02Ω・c
m〜0.002Ω・cm程度の高濃度n型半導体基板を
示し、このn型半導体基板101上には抵抗率1〜2Ω
・cm程度のn型エピタキシャル層102が10μm程
度形成されている。
The semiconductor device of this embodiment having the structure shown in FIG. 2 can be formed by the same process as the conventional vertical power MOSFET. In FIG. 2, reference numeral 101 is a resistivity of 0.02 Ω · c using antimony or arsenic as an impurity.
A high-concentration n-type semiconductor substrate of about m to 0.002 Ω · cm is shown, and a resistivity of 1 to 2 Ω is provided on the n-type semiconductor substrate 101.
An n-type epitaxial layer 102 having a size of about 10 cm is formed.

【0048】パワーMOSFETの形成部分には、約5
0nmのゲート酸化膜105a上に形成した多結晶シリ
コンゲート層106aのパターン間に深さ6μm、ドー
ズ量1×1015cm-2程度の第1のp型ウエル拡散層1
03aと、多結晶シリコンゲート層106aをマスクに
して自己整合的に形成した深さ2μm、ドーズ量5×1
13cm-2程度のボディ用p型拡散層107と深さ0.
4μm、ドーズ量1×1016cm-2程度のソース用n型
拡散層109aを設け、ボディ107とアルミ電極11
2a間のオーミックコンタクトを取るために深さ0.5
μm、ドーズ量1×1015cm-2程度の高濃度p型拡散
層110aを設け、多結晶シリコンゲート層106aの
上には絶縁層111を介してソース電極となるアルミ電
極層112aを形成してある。
About 5 parts are formed in the power MOSFET formation part.
The first p-type well diffusion layer 1 having a depth of 6 μm and a dose amount of about 1 × 10 15 cm −2 between the patterns of the polycrystalline silicon gate layer 106a formed on the 0 nm gate oxide film 105a.
03a and the polycrystalline silicon gate layer 106a as a mask, formed in a self-aligned manner with a depth of 2 μm and a dose of 5 × 1.
The body p-type diffusion layer 107 having a depth of about 0 13 cm -2 and a depth of 0.
An n-type diffusion layer 109a for source having a thickness of 4 μm and a dose amount of about 1 × 10 16 cm −2 is provided, and the body 107 and the aluminum electrode 11 are provided.
Depth 0.5 to make ohmic contact between 2a
A high-concentration p-type diffusion layer 110a having a thickness of μm and a dose of about 1 × 10 15 cm −2 is provided, and an aluminum electrode layer 112a serving as a source electrode is formed on the polycrystalline silicon gate layer 106a via an insulating layer 111. There is.

【0049】また、保護回路部には深さ5μm、ドーズ
量2×13cm-2程度の第2のp型ウエル拡散層104
a,104bをボディとし、前記n型拡散層109aと
同一工程で形成される高濃度n型拡散層109bをドレ
イン拡散層およびソース拡散層とし、前記高濃度p型拡
散層110aと同一工程で形成される高濃度p型拡散層
110bをボディ104a,104bとアルミ電極11
2b〜112eとの間のオーミックコンタクトを取るた
めの高濃度p型拡散層とし、前記多結晶シリコンゲート
層106aと同じ工程で形成される多結晶シリコンゲー
ト層106bを保護回路用MOSFETのゲート電極と
し、低濃度n型領域108はドレイン耐圧向上のための
ドーズ量5×1012cm-2程度の低濃度n型オフセット
領域として形成してある。
In the protection circuit portion, the second p-type well diffusion layer 104 having a depth of 5 μm and a dose amount of about 2 × 13 cm −2.
a and 104b as bodies, the high-concentration n-type diffusion layer 109b formed in the same step as the n-type diffusion layer 109a as a drain diffusion layer and a source diffusion layer, and formed in the same step as the high-concentration p-type diffusion layer 110a. The high-concentration p-type diffusion layer 110b is formed on the bodies 104a and 104b and the aluminum electrode 11.
2b to 112e as a high-concentration p-type diffusion layer for establishing ohmic contact, and the polycrystalline silicon gate layer 106b formed in the same step as the polycrystalline silicon gate layer 106a is used as the gate electrode of the protection circuit MOSFET. The low-concentration n-type region 108 is formed as a low-concentration n-type offset region having a dose amount of about 5 × 10 12 cm −2 for improving the drain breakdown voltage.

【0050】更に、2つの電極が共にソース端子62の
電位に対し変動する図1のキャパシタ25は、MOSF
ET33のゲートに接続される一方の電極として多結晶
シリコンゲート層106aと同じ工程で形成される多結
晶シリコンゲート層106cを用い、パワーMOSFE
T29のゲート64に接続される他方の電極として多結
晶シリコンゲート層106cの形成工程前にドーズ量1
×1015cm-2程度の砒素またはリンをイオン打込みに
より形成したn型拡散層113を用いて構成している。
尚、参照符号105bはフィールド酸化膜、112g,
112fはアルミ電極である。
Further, the capacitor 25 of FIG. 1 in which both two electrodes fluctuate with respect to the potential of the source terminal 62 is a MOSF.
As one electrode connected to the gate of ET33, a polycrystalline silicon gate layer 106c formed in the same step as the polycrystalline silicon gate layer 106a is used, and power MOSFE is used.
Before the step of forming the polycrystalline silicon gate layer 106c as the other electrode connected to the gate 64 of T29, the dose amount is 1
The n-type diffusion layer 113 is formed by ion-implanting arsenic or phosphorus of about 10 15 cm -2 .
Reference numeral 105b is a field oxide film, 112g,
112f is an aluminum electrode.

【0051】図1に示した制御回路用MOSFETであ
るソース接地又はドレイン接地のMOSFET31,4
1や、ドレインとソースの両方共接地されないMOSF
ET33を、パワーMOSFETのドレイン領域である
n型エピタキシャル層102の中に形成している(尚、
図2の要部断面構造図には、MOSFET41,33、
キャパシタ25、及びパワーMOSFET29の一部を
示す)。このため、従来のパワーMOSFETプロセス
と同様に低コストで制御回路を内蔵できるという利点が
あるけれども、パワーMOSFETのドレイン領域10
2をコレクタ、制御回路用MOSFETであるMOSF
ET31やMOSFET33のドレイン・ソース領域1
09bをエミッタ、制御回路用MOSFETであるMO
SFET31やMOSFET33のボディ領域104
a,104bをベースとする寄生npnトランジスタが
存在するという問題がある。この問題に対して、本実施
例の制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置では、図1に
示すような回路構成を採用することにより解決してい
る。
Source-grounded or drain-grounded MOSFETs 31 and 4 which are the control circuit MOSFETs shown in FIG.
1 or MOSF in which both drain and source are not grounded
The ET33 is formed in the n-type epitaxial layer 102 which is the drain region of the power MOSFET (note that
In the cross-sectional structural view of the main part of FIG. 2, MOSFETs 41, 33,
Capacitor 25 and part of power MOSFET 29 are shown). Therefore, although there is an advantage that the control circuit can be built in at low cost as in the conventional power MOSFET process, the drain region 10 of the power MOSFET is provided.
2 is a collector, and MOSF is a control circuit MOSFET
Drain / source region 1 of ET31 and MOSFET33
09b is an emitter, and MO is a control circuit MOSFET.
Body region 104 of SFET 31 and MOSFET 33
There is a problem that there is a parasitic npn transistor based on a and 104b. This problem is solved in the insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit of this embodiment by adopting the circuit configuration shown in FIG.

【0052】図1において、参照符号60はドレイン端
子、61はゲート端子、62はソース端子、63は遮断
端子である。この遮断端子63は、ゲート端子61に正
の電圧が印加されている場合にも強制的にパワーMOS
FET29を遮断するための端子であり、この図の場合
は遮断端子63の入力電圧がMOSFET31,32の
しきい電圧よりも高い電圧であるとき、強制的にパワー
MOSFET29を遮断することができる。
In FIG. 1, reference numeral 60 is a drain terminal, 61 is a gate terminal, 62 is a source terminal, and 63 is a cutoff terminal. The shut-off terminal 63 forcibly powers the power MOS even when a positive voltage is applied to the gate terminal 61.
This is a terminal for shutting off the FET 29. In the case of this figure, when the input voltage of the shutoff terminal 63 is higher than the threshold voltage of the MOSFETs 31, 32, the power MOSFET 29 can be forcibly shut off.

【0053】ドレインをMOSFET33のゲートに接
続すると共にソースをパワーMOSFET29のソース
端子62に接続したMOSFET32は、通常オフ状態
であり、遮断端子63に遮断するための電圧が印加され
たときにオン状態となる。このMOSFET32を用い
ることにより、パワーMOSFET29をオンするとき
にはMOSFET32はオフしているのでゲート端子6
1の電圧がダイオード14と抵抗51の直列回路を介し
てMOSFET33のゲートに印加される結果MOSF
ET33のオン抵抗を下げて高速スイッチングを可能に
し、パワーMOSFET29を遮断端子63により強制
的に遮断する場合にはMOSFET32はオン状態とな
るのでMOSFET33のゲートをソース端子62の電
圧まで下げる結果MOSFET33のオン抵抗が上が
り、MOSFET31の駆動能力が低くてもパワーMO
SFET29を遮断することができる。
The MOSFET 32, whose drain is connected to the gate of the MOSFET 33 and whose source is connected to the source terminal 62 of the power MOSFET 29, is normally in an off state, and is turned on when a voltage for shutting off is applied to the shutoff terminal 63. Become. By using this MOSFET 32, when the power MOSFET 29 is turned on, the MOSFET 32 is turned off.
The voltage of 1 is applied to the gate of the MOSFET 33 through the series circuit of the diode 14 and the resistor 51. As a result, MOSF
When the ON resistance of the ET33 is lowered to enable high-speed switching and the power MOSFET 29 is forcibly cut off by the cutoff terminal 63, the MOSFET 32 is turned on, so that the gate of the MOSFET 33 is lowered to the voltage of the source terminal 62. Even if the resistance increases and the driving capability of the MOSFET 31 is low, the power MO
The SFET 29 can be turned off.

【0054】本実施例では、MOSFET34のドレイ
ンはゲート端子61に接続し、ソースとボディはMOS
FET33のボディに接続し、ゲートはソース端子62
に接続してある。MOSFET41のドレインはソース
端子62に接続し、ソースとボディは抵抗58を介して
MOSFET33のボディに接続し、ゲートはゲート端
子61に接続してある。また、ソース接地のMOSFE
T31にはダイオード11が、パワーMOSFETのゲ
ート64とソース端子62間に直列に挿入されるように
接続され、ソース接地のMOSFET32にはダイオー
ド14が、ゲート端子61とソース端子62間に直列に
接続してある。さらに直列で逆向きに接続されたダイオ
ード12とダイオード13がゲート端子61とソース端
子62間に接続してある。MOSFET33のドレイン
はゲート端子61に接続され、ソースはパワーMOSF
ETのゲート64に接続され、MOSFET33のドレ
イン・ゲート間にはダイオード14と抵抗51の直列回
路を接続し、MOSFET33のゲート・ソース間には
キャパシタ25を接続してある。なお、抵抗58はなく
てもよいが、抵抗58があることによりMOSFET3
3のボディ電位が高くなるので、パワーMOSFETは
高速にオンすることができ、定常状態ではボディ電位は
ソース電圧近辺に低下するので、MOSFET33のオ
ン抵抗の変動がなくなり、パワーMOSFETの特性を
安定化させる利点がある。
In this embodiment, the drain of the MOSFET 34 is connected to the gate terminal 61, and the source and body are MOS.
Connected to the body of FET33, the gate is the source terminal 62
Connected to The drain of the MOSFET 41 is connected to the source terminal 62, the source and the body are connected to the body of the MOSFET 33 via the resistor 58, and the gate is connected to the gate terminal 61. In addition, source-grounded MOSFE
The diode 11 is connected to T31 so as to be inserted in series between the gate 64 and the source terminal 62 of the power MOSFET, and the diode 14 is connected to the source-grounded MOSFET 32 in series between the gate terminal 61 and the source terminal 62. I am doing it. Further, a diode 12 and a diode 13 connected in series in opposite directions are connected between the gate terminal 61 and the source terminal 62. The drain of the MOSFET 33 is connected to the gate terminal 61, and the source is the power MOSF.
It is connected to the gate 64 of the ET, the series circuit of the diode 14 and the resistor 51 is connected between the drain and gate of the MOSFET 33, and the capacitor 25 is connected between the gate and source of the MOSFET 33. Although the resistor 58 is not necessary, the presence of the resistor 58 causes the MOSFET 3
Since the body potential of 3 becomes high, the power MOSFET can be turned on at high speed, and in the steady state, the body potential drops near the source voltage, so that the ON resistance of the MOSFET 33 does not fluctuate and the characteristics of the power MOSFET are stabilized. There is an advantage that

【0055】このように構成される本実施例の半導体装
置では、図2の断面構造図から明らかなように、ソース
接地のMOSFET31,32のドレインをエミッタと
し、これらのボディをベースとし、パワーMOSFET
29のドレインをコレクタとする寄生npnトランジス
タが存在するが、これに対しては従来例の特開平7−5
8293号公報で述べた負ゲート電圧保護回路の構成と
同様に、ダイオード11,14により寄生npnトラン
ジスタのベース電流を遮断して寄生npnトランジスタ
の動作を防止し、さらに直列で逆向きに接続されたダイ
オード12とダイオード13の耐圧の合計をダイオード
11,14の耐圧よりも低く設定することにより、ゲー
ト端子61が負になった時にダイオード11,14が降
伏することを防止している。
In the semiconductor device of this embodiment having such a structure, as is apparent from the cross-sectional structure diagram of FIG. 2, the drains of the source-grounded MOSFETs 31 and 32 serve as emitters, the bodies thereof serve as bases, and the power MOSFETs are used.
There is a parasitic npn transistor having a drain of 29 as a collector, which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-5.
Similar to the configuration of the negative gate voltage protection circuit described in Japanese Patent No. 8293, the diodes 11 and 14 cut off the base current of the parasitic npn transistor to prevent the operation of the parasitic npn transistor, and are connected in series in the opposite direction. By setting the total breakdown voltage of the diode 12 and the diode 13 lower than the breakdown voltage of the diodes 11 and 14, the breakdown of the diodes 11 and 14 is prevented when the gate terminal 61 becomes negative.

【0056】しかし、ドレインがゲート端子61に接続
され、ソースがパワーMOSFETのゲート64に接続
された制御回路用MOSFET33とパワーMOSFE
T29との間には、MOSFET33のドレインをエミ
ッタ、MOSFET33のボディをベース、パワーMO
SFET29のドレイン端子60をコレクタとする寄生
npnトランジスタが存在する。このようなソースもド
レインも共にソース端子62に接続されていないMOS
FETに起因する寄生npnトランジスタに関しては、
前記従来の負ゲート電圧保護回路の構成では寄生npn
トランジスタ動作を防止できない。
However, the control circuit MOSFET 33 and the power MOSFET whose drain is connected to the gate terminal 61 and whose source is connected to the gate 64 of the power MOSFET.
Between T29, the drain of MOSFET 33 is the emitter, the body of MOSFET 33 is the base, and the power MO
There is a parasitic npn transistor whose collector is the drain terminal 60 of the SFET 29. A MOS in which neither the source nor the drain is connected to the source terminal 62.
Regarding the parasitic npn transistor caused by the FET,
In the configuration of the conventional negative gate voltage protection circuit described above, parasitic npn
Cannot prevent transistor operation.

【0057】そこで、本実施例ではMOSFET34を
用い、次のようにしてこの寄生npnトランジスタ動作
を防止している。負ゲート電圧がゲート端子61に印加
された時にはMOSFET34がオンし、MOSFET
34のドレイン(すなわち寄生npnトランジスタのエ
ミッタ)がMOSFET34のソースとボディの接続ノ
ード71を介してMOSFET33のボディ(すなわち
寄生npnトランジスタのベース)と接続される。従っ
て、寄生npnトランジスタのエミッタ・ベース間ダイ
オードが短絡されることになり、これによって寄生np
nトランジスタ動作が防止される。また、MOSFET
41は次のように動作する。ゲート端子61の電圧が正
の時にはMOSFET41はオンしてMOSFET33
のボディをソース端子62に接続してソース端子電圧と
なるようにするが、ゲート端子61の電圧が負になった
場合にはMOSFET41はオフしてMOSFET33
に存在する前記寄生npnトランジスタのベース電流を
遮断し、寄生npnトランジスタ動作を防止している。
このようにして、上述の寄生npnトランジスタが動作
することによって生じるドレイン端子60からゲート端
子61へのリーク電流を防止できる。
Therefore, in this embodiment, the MOSFET 34 is used to prevent the operation of the parasitic npn transistor as follows. When a negative gate voltage is applied to the gate terminal 61, the MOSFET 34 turns on,
The drain of 34 (that is, the emitter of the parasitic npn transistor) is connected to the body of MOSFET 33 (that is, the base of the parasitic npn transistor) via a connection node 71 between the source of MOSFET 34 and the body. Therefore, the emitter-base diode of the parasitic npn transistor is short-circuited, which causes parasitic np transistor.
N-transistor operation is prevented. Also, MOSFET
41 operates as follows. When the voltage at the gate terminal 61 is positive, the MOSFET 41 turns on and the MOSFET 33
The body of is connected to the source terminal 62 so as to be the source terminal voltage, but when the voltage of the gate terminal 61 becomes negative, the MOSFET 41 is turned off and the MOSFET 33 is turned off.
The base current of the parasitic npn transistor existing in the above is cut off to prevent the parasitic npn transistor operation.
In this way, it is possible to prevent a leak current from the drain terminal 60 to the gate terminal 61, which is caused by the operation of the parasitic npn transistor described above.

【0058】上記寄生npnトランジスタの耐圧はパワ
ーMOSFET29の耐圧よりも低いことから、ゲート
端子61に負ゲート電圧が印加され、さらにドレイン端
子60にも高電圧が印加されるときには、寄生npnト
ランジスタにブレークダウン電流が集中して素子破壊す
る可能性があるけれども、ダイオード11,14および
MOSFET34,41を用いた本実施例回路では寄生
npnトランジスタはベース・エミッタ間をほぼ短絡し
てベース開放耐圧BVCEOよりも高い耐圧、すなわち、
ほとんどコレクタ・ベース間耐圧BVCBOに近い耐圧と
なるので、この素子破壊を防止できるという効果があ
る。
Since the withstand voltage of the parasitic npn transistor is lower than the withstand voltage of the power MOSFET 29, when a negative gate voltage is applied to the gate terminal 61 and a high voltage is also applied to the drain terminal 60, the parasitic npn transistor breaks. Although there is a possibility that the down current is concentrated and the element is destroyed, in the circuit of this embodiment using the diodes 11 and 14 and the MOSFETs 34 and 41, the parasitic npn transistor is almost short-circuited between the base and the emitter, and the base open-breakdown voltage BV CEO is exceeded. Also high withstand voltage, that is,
Since the withstand voltage is almost close to the collector-base withstand voltage BV CBO , there is an effect that this element breakdown can be prevented.

【0059】制御回路用MOSFET33の寄生npn
トランジスタ動作を防止するためには、MOSFET3
4またはMOSFET41だけを使用してもよいが、本
実施例では負ゲート電圧保護の効果を高めるためにMO
SFET34と41の両方を使用した場合を示してい
る。これは、MOSFET34の電流駆動能力が高けれ
ばたとえ高速にゲート端子電圧が低下するときでもMO
SFET34を使用するだけで寄生npnトランジスタ
動作の防止効果があるけれども、ゲート端子電圧の値が
0ボルト近辺ではMOSFET34が十分オン状態にな
りにくいため、寄生npnトランジスタ動作の防止効果
が現れない可能性があり、一方、MOSFET41だけ
を用いる場合は、ゲート端子電圧の値が0ボルト近辺で
も寄生npnトランジスタ動作の防止効果があるけれど
も、高速にゲート電圧が低下すると一時的に寄生npn
トランジスタがオンする可能性があるためである。な
お、MOSFET34をデプレッション型にすることに
より、ゲート端子61に負ゲート電圧が印加され始めた
ときの電流駆動能力が向上するので、寄生npnトラン
ジスタ動作の防止効果を向上することができる。
Parasitic npn of MOSFET 33 for control circuit
In order to prevent transistor operation, MOSFET3
4 or MOSFET 41 may be used, but in the present embodiment, in order to enhance the effect of negative gate voltage protection, MO
The case where both SFETs 34 and 41 are used is shown. This is because even if the gate driving voltage of the MOSFET 34 is high and the gate terminal voltage drops at a high speed,
Although only the use of the SFET 34 has the effect of preventing the parasitic npn transistor operation, the effect of preventing the parasitic npn transistor operation may not appear because the MOSFET 34 does not easily turn on sufficiently when the value of the gate terminal voltage is around 0 volt. On the other hand, when only the MOSFET 41 is used, the parasitic npn transistor operation is prevented even when the value of the gate terminal voltage is near 0 volt, but the parasitic npn is temporarily reduced when the gate voltage is rapidly reduced.
This is because the transistor may turn on. By making the MOSFET 34 a depletion type, the current driving capability when the negative gate voltage starts to be applied to the gate terminal 61 is improved, so that the effect of preventing the parasitic npn transistor operation can be improved.

【0060】更に、本実施例回路においては、ゲート端
子61に電圧が印加された時、MOSFET33のボデ
ィ電位は寄生容量の影響で上昇するため、MOSFET
33の基板バイアス効果が軽減される。このため、MO
SFET33の実効的なオン抵抗は低減し、高速にパワ
ーMOSFET29をターンオンできるという効果があ
る。ゲート端子電圧が高電位で一定となった後には、抵
抗58と寄生容量とで決まる時定数でMOSFET33
のボディ電位はソース端子62の電圧に下がる。ここ
で、抵抗58の値が高くなるほどパワーMOSFET2
9のターンオン速度は向上するが、ドレイン端子60の
電圧が下がったとき、MOSFET33のボディ領域か
らパワーMOSFETのドレイン領域へ注入された少数
キャリアの放出に時間がかかるようになるため、パワー
MOSFETのターンオフ時間が長くなる可能性があ
る。従って、この問題を回避するように抵抗58の値は
最適化する。なお、抵抗58を短絡させてMOSFET
41のオン抵抗を増加するかしきい電圧を増加すること
によっても同様の効果が得られる。
Furthermore, in the circuit of this embodiment, when a voltage is applied to the gate terminal 61, the body potential of the MOSFET 33 rises due to the influence of parasitic capacitance.
The substrate bias effect of 33 is reduced. Therefore, MO
The effective on-resistance of the SFET 33 is reduced, and the power MOSFET 29 can be turned on at high speed. After the gate terminal voltage becomes constant at a high potential, the MOSFET 33 has a time constant determined by the resistor 58 and the parasitic capacitance.
The body potential of is lowered to the voltage of the source terminal 62. Here, as the value of the resistor 58 increases, the power MOSFET 2
Although the turn-on speed of 9 improves, when the voltage of the drain terminal 60 decreases, it takes time to release the minority carriers injected from the body region of the MOSFET 33 to the drain region of the power MOSFET. Time can be long. Therefore, the value of resistor 58 is optimized to avoid this problem. In addition, by shorting the resistor 58, the MOSFET
The same effect can be obtained by increasing the on-resistance of 41 and increasing the threshold voltage.

【0061】MOSFET33は基板バイアス効果がか
かるためオン抵抗が増加するが、デプレッション型にす
ることにより基板バイアスがかかってもオン抵抗が小さ
くなるようにして、パワーMOSFET29のターンオ
ン速度を向上することもできる。
The on-resistance of the MOSFET 33 increases due to the substrate bias effect. However, the depletion type MOSFET can reduce the on-resistance even when a substrate bias is applied to improve the turn-on speed of the power MOSFET 29. .

【0062】また、本実施例回路においては、ゲート端
子61に正の電圧を印加するとダイオード14と抵抗5
1を介してMOSFET33のゲートを充電してパワー
MOSFET33をオンすると共に、さらにキャパシタ
25を充電する。このため、パワーMOSFETのゲー
ト64の電圧が上昇する時には、ダイオード14とキャ
パシタ25はMOSFET33のゲートを昇圧するよう
に働くブートストラップ回路として動作する。従って、
ダイオード14とキャパシタ25がない場合に比べてM
OSFET33のゲート電圧は高くなるので、MOSF
ET33は低オン抵抗となり、高速にパワーMOSFE
T29をオンできるという効果がある。なお、キャパシ
タ25については、その容量値が小さくてよい場合には
MOSFET33の寄生容量を用いることも可能であ
る。また、ダイオード14に関しても、MOSFET3
3のドレイン・ゲート間に配置しなくてもよい場合があ
る。それは、MOSFET33のゲート電圧がゲート端
子61の電圧より昇圧されなくとも、すなわちブートス
トラップ原理を用いなくとも、MOSFET33をオン
させるためのゲート端子61の電圧が、パワーMOSF
ETのゲート64の電圧よりも高くできる場合である。
このような場合はパワーMOSFETの高周波化が図れ
るため、ダイオード14の役割は、MOSFET32の
ドレイン・ソース間に負方向ドレイン電流が流れること
を防止するだけとなる。従って、ダイオード14はMO
SFET33のゲート・ドレイン間ではなく、MOSF
ET33のゲートとMOSFET32のドレインとの間
に配置しても構わない。
Further, in the circuit of this embodiment, when a positive voltage is applied to the gate terminal 61, the diode 14 and the resistor 5 are connected.
The gate of the MOSFET 33 is charged via 1 to turn on the power MOSFET 33 and further charge the capacitor 25. Therefore, when the voltage of the gate 64 of the power MOSFET rises, the diode 14 and the capacitor 25 operate as a bootstrap circuit which works to boost the gate of the MOSFET 33. Therefore,
M compared to the case without diode 14 and capacitor 25
Since the gate voltage of OSFET33 becomes high, MOSF
ET33 has low on resistance and high speed power MOSFE
There is an effect that T29 can be turned on. As for the capacitor 25, the parasitic capacitance of the MOSFET 33 can be used when the capacitance value may be small. Also, regarding the diode 14, the MOSFET 3
In some cases, it may not be necessary to arrange it between the drain and gate of No. 3. Even if the gate voltage of the MOSFET 33 is not boosted higher than the voltage of the gate terminal 61, that is, even if the bootstrap principle is not used, the voltage of the gate terminal 61 for turning on the MOSFET 33 is the power MOSF.
This is the case when the voltage can be higher than the voltage of the gate 64 of ET.
In such a case, the frequency of the power MOSFET can be increased, so that the role of the diode 14 is only to prevent the negative drain current from flowing between the drain and the source of the MOSFET 32. Therefore, the diode 14 is
MOSF, not between the gate and drain of SFET33
It may be arranged between the gate of the ET 33 and the drain of the MOSFET 32.

【0063】また更に、ゲートとドレインをパワーMO
SFETのゲート64に接続し、ソースはゲート端子6
1に接続し、ボディはMOSFET33のボディに接続
したMOSFET48を追加した場合には、パワーMO
SFETのゲート64の電荷をより早く引き抜けるの
で、パワーMOSFET29を高速に遮断できるという
効果がある。ダイオード15をゲート端子61とパワー
MOSFETのゲート64との間に追加した場合にも、
抵抗50だけよりもパワーMOSFET29を高速に遮
断できるという効果がある。
Furthermore, the gate and drain are connected to the power MO.
Connected to the gate 64 of SFET, the source is the gate terminal 6
If the MOSFET 48 connected to the body of the MOSFET 33 is added, the power MO
Since the electric charge of the gate 64 of the SFET is pulled out earlier, the power MOSFET 29 can be cut off at high speed. Even when the diode 15 is added between the gate terminal 61 and the gate 64 of the power MOSFET,
The effect is that the power MOSFET 29 can be cut off faster than the resistance 50 alone.

【0064】また、本実施例ではパワーMOSFETの
ゲート64の電位はゲート端子61の電位より低いが、
抵抗50を追加することによりDCレベルにおいてはパ
ワーMOSFETのゲート64にもゲート端子61と同
じ電圧が印加され、パワーMOSFET29のオン抵抗
を十分下げられるという効果がある。
Further, in this embodiment, the potential of the gate 64 of the power MOSFET is lower than the potential of the gate terminal 61,
By adding the resistor 50, at the DC level, the same voltage as that of the gate terminal 61 is applied to the gate 64 of the power MOSFET, and the ON resistance of the power MOSFET 29 can be sufficiently lowered.

【0065】本実施例の制御回路内蔵絶縁ゲート型半導
体装置の特徴は、図2の要部断面構造図に示したよう
に、縦型パワーMOSFET29のボディ領域と制御回
路用の横型MOSFET33のボディ領域を、パワーM
OSFET29のドレイン領域により分離している点に
ある。このようにボディ領域によって分離することによ
り、前述したように、ゲート端子61に正のゲート電圧
が印加された時にはMOSFET33のボディ電位がパ
ワーMOSFETのソース電位よりも高くなり、ゲート
端子61とパワーMOSFETのゲート64の間に接続
するMOSFET33のオン抵抗が低減し、パワーMO
SFET29を高速スイッチングできる。
The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit of the present embodiment is characterized by the body region of the vertical power MOSFET 29 and the body region of the lateral MOSFET 33 for the control circuit, as shown in the sectional view of the essential part of FIG. Power M
It is separated by the drain region of the OSFET 29. By separating by the body region in this way, as described above, when a positive gate voltage is applied to the gate terminal 61, the body potential of the MOSFET 33 becomes higher than the source potential of the power MOSFET, and the gate terminal 61 and the power MOSFET are separated. The ON resistance of the MOSFET 33 connected between the gates 64 of the
The SFET 29 can be switched at high speed.

【0066】さらに、本実施例の場合にはMOSFET
41とMOSFET33の間もパワーMOSFET29
のドレイン領域により分離している。これにより、図1
の回路で示したように、抵抗58によりMOSFET3
3のボディ電位とMOSFET41のボディ電位を分離
することが可能となる。
Further, in the case of this embodiment, the MOSFET
Power MOSFET 29 between 41 and MOSFET 33
Are separated by the drain region of. As a result, FIG.
As shown in the circuit of FIG.
The body potential of 3 and the body potential of MOSFET 41 can be separated.

【0067】また、キャパシタを構成する2つの電極が
共にソース端子62の電位に対して変動する図1のキャ
パシタ25については、MOSFET33のゲート側に
接続される一方の電極として多結晶シリコンゲート層1
06aと同じ工程で形成される多結晶シリコンゲート層
106cを用い、パワーMOSFETのゲート64に接
続される他方の電極としてn型拡散層113を用い、n
型拡散層113とパワーMOSFET29のドレインと
なるn型エピタキシャル層102の分離を確実に行な
い、かつ、負ゲート電圧保護を達成するために、常にM
OSET33のボディと共に電位が変動するp型拡散層
104cをn型拡散層113の分離に用いる。
As for the capacitor 25 in FIG. 1 in which the two electrodes forming the capacitor both fluctuate with respect to the potential of the source terminal 62, the polycrystalline silicon gate layer 1 is used as one electrode connected to the gate side of the MOSFET 33.
The polycrystalline silicon gate layer 106c formed in the same step as that of 06a is used, and the n-type diffusion layer 113 is used as the other electrode connected to the gate 64 of the power MOSFET.
The type diffusion layer 113 and the n-type epitaxial layer 102 that serves as the drain of the power MOSFET 29 are reliably separated, and in order to achieve the protection of the negative gate voltage, M is always used.
The p-type diffusion layer 104c whose potential changes together with the body of the OSET 33 is used to separate the n-type diffusion layer 113.

【0068】図1の回路の場合、MOSFET33とM
OSFET34のボディは直接接続してあるため、1つ
のボディ領域(p型拡散層104a)の中に形成でき
る。また、MOSFET31とMOSFET32はパワ
ーMOSFET29のボディ領域と接続した領域に、M
OSFET33,41の第2のp型ウエル拡散層104
a,104bと同じp型拡散層を設けて形成する。この
ような分離構造は、従来のパワーMOSFETプロセス
に対して追加工程なしで実現できるため、低コストであ
るという利点がある。
In the case of the circuit of FIG. 1, MOSFET 33 and M
Since the body of the OSFET 34 is directly connected, it can be formed in one body region (p-type diffusion layer 104a). The MOSFET 31 and the MOSFET 32 are connected to the body region of the power MOSFET 29 in the region M
Second p-type well diffusion layer 104 of OSFETs 33 and 41
It is formed by providing the same p-type diffusion layer as a and 104b. Since such an isolation structure can be realized without any additional step in the conventional power MOSFET process, it has an advantage of low cost.

【0069】なお、MOSFET33とMOSFET4
1の周辺には、保護回路用の第2のp型ウエル拡散層1
04a,104bより表面濃度が高く、第1のp型ウエ
ル拡散層103aと同一工程で形成できる高濃度p型拡
散層103bを設けて、保護回路部のMOSFET間
や、保護回路部のMOSFETとパワーMOSFETの
ドレイン領域との間にチャネルが形成されることを防止
している。また、本実施例で用いる抵抗やダイオード
は、従来例の特開平7−58293号公報に開示されて
いるものと同様に、多結晶シリコン層を用いて寄生素子
が発生しないようにしている。
The MOSFET 33 and the MOSFET 4
The second p-type well diffusion layer 1 for protection circuit
04a and 104b, a high-concentration p-type diffusion layer 103b, which has a higher surface concentration than that of the first p-type well diffusion layer 103a and is formed in the same process as the first p-type well diffusion layer 103a, is provided between the MOSFETs in the protection circuit section and between the MOSFET and the power in the protection circuit section A channel is prevented from being formed between the MOSFET and the drain region. Further, the resistors and diodes used in this embodiment are formed of a polycrystalline silicon layer so that parasitic elements are not generated, as in the case of the conventional example disclosed in JP-A-7-58293.

【0070】<実施例2>図3は、本発明に係る制御回
路内蔵絶縁ゲート型半導体装置の第2の実施例を示す回
路構成図である。尚、説明の便宜上、図3において実施
例1の図1に示した構成部分と同一部分については、同
一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。すな
わち、本実施例では、MOSFET31,32は実施例
1のように外部端子63により制御するのではなく、半
導体チップ内の温度が規定以上に上昇した場合とドレイ
ン電流が規定値以上に流れた場合にパワーMOSFET
29のドレイン電流を制限または遮断する内蔵回路によ
り制御している点が実施例1と相違する。図1の構成で
述べた、MOSFET33と、MOSFET33のドレ
イン・ゲート間に設けたダイオード14と抵抗51の直
列回路、MOSFET33のソース・ゲート間に設けた
キャパシタ25等のパワーMOSFET29を高周波駆
動するための構成、及びゲート端子61がソース端子6
2より低くなった場合に生じる寄生npnトランジスタ
動作を防止するための負ゲート電圧保護回路の構成、並
びにそれらの作用及び効果も、実施例1により得られる
作用及び効果とほぼ同じである。
<Embodiment 2> FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of an insulated gate semiconductor device having a control circuit according to the present invention. For convenience of explanation, in FIG. 3, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, in the present embodiment, the MOSFETs 31 and 32 are not controlled by the external terminal 63 as in the first embodiment, but when the temperature inside the semiconductor chip rises above a specified value and when the drain current flows above a specified value. Power MOSFET
It is different from the first embodiment in that it is controlled by a built-in circuit that limits or blocks the drain current of 29. For driving the MOSFET 33, the series circuit of the diode 14 and the resistor 51 provided between the drain and gate of the MOSFET 33 and the power MOSFET 29 such as the capacitor 25 provided between the source and gate of the MOSFET 33, which are described in the configuration of FIG. Configuration, and the gate terminal 61 is the source terminal 6
The configuration of the negative gate voltage protection circuit for preventing the parasitic npn transistor operation that occurs when it becomes lower than 2 and the actions and effects thereof are almost the same as the actions and effects obtained by the first embodiment.

【0071】図3において、ダイオード9と抵抗52は
定電圧回路を構成し、ノード65に定電圧を発生する。
ダイオード17はゲート端子61が負電圧となった場合
に、MOSFET37〜40に存在する寄生npnトラ
ンジスタ動作を防止するためのものであり、MOSFE
T31に対するダイオード11の役割と同じである。
In FIG. 3, diode 9 and resistor 52 form a constant voltage circuit and generate a constant voltage at node 65.
The diode 17 is provided to prevent the operation of the parasitic npn transistor existing in the MOSFETs 37 to 40 when the gate terminal 61 has a negative voltage.
The role of the diode 11 with respect to T31 is the same.

【0072】また、ダイオード列10と抵抗53,54
とMOSFET40は温度検出回路を構成し、チップ温
度が上昇するとダイオード列10の順方向電圧が低下す
るためMOSFET40のゲート66の電圧が低下す
る。ゲート66の電圧がMOSFET40のしきい電圧
よりも低くなるとMOSFET40がオフし、抵抗5
5,56とMOSFET37〜39で構成するラッチ回
路の入力電圧が増加する。このラッチ回路は、常温では
MOSFET37がオン状態でMOSFET38と39
がオフ状態である。ところが、規定温度以上にチップ温
度が上昇してラッチ回路の入力電圧が増加すると、MO
SFET38と39がオンし、MOSFET37がオフ
し、図1の遮断端子63と同じ働きを持つノード67の
電圧が高くなる。このため、パワーMOSFET29は
遮断する。
Further, the diode array 10 and the resistors 53 and 54
The MOSFET 40 constitutes a temperature detection circuit, and when the chip temperature rises, the forward voltage of the diode array 10 drops, so that the voltage of the gate 66 of the MOSFET 40 drops. When the voltage of the gate 66 becomes lower than the threshold voltage of the MOSFET 40, the MOSFET 40 turns off and the resistor 5
The input voltage of the latch circuit formed by 5, 56 and MOSFETs 37 to 39 increases. In this latch circuit, the MOSFET 37 is in the ON state at normal temperature and the MOSFETs 38 and 39 are
Is off. However, if the chip temperature rises above the specified temperature and the input voltage of the latch circuit increases, the MO
The SFETs 38 and 39 are turned on, the MOSFET 37 is turned off, and the voltage of the node 67 having the same function as the cutoff terminal 63 in FIG. 1 is increased. Therefore, the power MOSFET 29 is cut off.

【0073】さらにパワーMOSFET部は、セル比率
が例えば1000:1のMOSFET29と30で構成
されており、パワーMOSFET29に流れるドレイン
電流の約1/1000がMOSFET30に流れる。抵
抗57とMOSFET36は過電流保護回路を構成し、
MOSFET30のドレイン電流が増加するとMOSF
ET36のゲート68の電圧が増加する。規定以上のド
レイン電流が流れるとMOSFET36がオンし始め
る。このため、MOSFET33のドレイン・ソース間
抵抗が増加し、パワーMOSFET29,30のゲート
64の電圧が下がることにより、パワーMOSFETの
ドレイン電流が規定電流値に収まるように制御される。
また、ダイオード16は、ゲート端子61が負ゲート電
圧となった場合に、MOSFET36に存在する寄生n
pnトランジスタ動作を防止するために設けたものであ
り、MOSFET31に対するダイオード11の役割と
同じである。
Further, the power MOSFET section is composed of MOSFETs 29 and 30 having a cell ratio of, for example, 1000: 1, and about 1/1000 of the drain current flowing through the power MOSFET 29 flows through the MOSFET 30. The resistor 57 and the MOSFET 36 form an overcurrent protection circuit,
When the drain current of the MOSFET 30 increases, the MOSF
The voltage on the gate 68 of the ET 36 increases. When a drain current more than the specified level flows, the MOSFET 36 starts to turn on. Therefore, the drain-source resistance of the MOSFET 33 increases and the voltage of the gate 64 of the power MOSFETs 29 and 30 decreases, so that the drain current of the power MOSFET is controlled to fall within the specified current value.
Further, the diode 16 is a parasitic n existing in the MOSFET 36 when the gate terminal 61 has a negative gate voltage.
It is provided to prevent the operation of the pn transistor, and has the same role as that of the diode 11 with respect to the MOSFET 31.

【0074】尚、本実施例の半導体装置の断面構造に関
しては、実施例1で示した図2の構造とほぼ同じであ
る。すなわち、MOSFET37〜40のボディ電位も
パワーMOSFET29のボディ電位と等しいため、M
OSFET31やMOSFET32と同じにパワーMO
SFETのボディ領域と接続したp型拡散層の中に形成
できる点が異なるだけであり実質的には全く同じであ
る。
The cross-sectional structure of the semiconductor device of this embodiment is almost the same as the structure of FIG. 2 shown in the first embodiment. That is, since the body potentials of the MOSFETs 37 to 40 are also equal to the body potential of the power MOSFET 29, M
The same power MO as OSFET31 and MOSFET32
They are substantially the same except that they can be formed in the p-type diffusion layer connected to the body region of the SFET.

【0075】<実施例3>図4は、本発明に係る制御回
路内蔵絶縁ゲート型半導体装置の第3の実施例を示す回
路構成図である。尚、説明の便宜上、図4において実施
例2の図3に示した構成部分と同一部分については、同
一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。すな
わち、本実施例では負ゲート電圧保護としてMOSFE
T41の代りにダイオード18を使用している点が実施
例2と相違する。このため、MOSFET33のボディ
電位の最小値がゼロボルトにならずに0.5V程度とな
るだけで、その他の点に関しては図3に示した構成部分
と全く同じである。従って、パワーMOSFET29を
高周波駆動するための回路構成、ならびにゲート端子6
1がソース端子62より低くなった場合に生じる寄生n
pnトランジスタ動作を防止するための負ゲート電圧保
護の回路構成は、図1及び図3で述べた実施例1及び実
施例2と同じであり、得られる効果も同じである。尚、
本実施例の半導体装置の断面構造に関しては、MOSF
ET41が不要であるという点を除くと実施例2の場合
と同じである。
<Third Embodiment> FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of an insulated gate semiconductor device having a control circuit according to the present invention. For convenience of explanation, in FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 3 of the second embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, in this embodiment, the MOSFE is used as the negative gate voltage protection.
The difference from the second embodiment is that a diode 18 is used instead of T41. Therefore, the minimum value of the body potential of the MOSFET 33 does not become zero volt but becomes about 0.5 V, and the other points are exactly the same as the constituent portions shown in FIG. Therefore, the circuit configuration for driving the power MOSFET 29 at a high frequency, and the gate terminal 6
Parasitic n that occurs when 1 becomes lower than the source terminal 62
The circuit configuration of the negative gate voltage protection for preventing the operation of the pn transistor is the same as that of the first and second embodiments described with reference to FIGS. 1 and 3, and the same effects can be obtained. still,
Regarding the cross-sectional structure of the semiconductor device of the present embodiment, the MOSF
It is the same as the case of the second embodiment except that the ET 41 is not necessary.

【0076】<実施例4>図5は、本発明に係る制御回
路内蔵絶縁ゲート型半導体装置の第4の実施例を示す回
路構成図である。尚、説明の便宜上、図5において実施
例2の図3に示した構成部分と同一部分については、同
一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。すな
わち、本実施例では過熱保護回路部分のグランドをソー
ス端子62に直接接続するのではなくMOSFET41
のボディに接続している点及びダイオード11,17を
省略している点が実施例2と相違する。ダイオード1
1,17を不要にできるのは、MOSFET41により
MOSFET31,32,37〜40のドレインをエミ
ッタとし、これらのボディをベースとし、パワーMOS
FETのドレインをコレクタとする寄生npnトランジ
スタの動作防止を達成できるからである。従って、図3
の実施例の場合にはダイオード11があるためにパワー
MOSFET29のゲート電圧は0.5V程度以下に下
げられず、このため過熱遮断状態でのパワーMOSFE
Tのドレイン電流を十分遮断できない可能性があるのに
対して、本実施例の場合には低オン抵抗のMOSFET
41を使用することによりパワーMOSFETを確実に
遮断できるという利点がある。
<Embodiment 4> FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a fourth embodiment of an insulated gate semiconductor device having a control circuit according to the present invention. For convenience of explanation, in FIG. 5, the same components as those of the second embodiment shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, in this embodiment, the ground of the overheat protection circuit portion is not directly connected to the source terminal 62, but the MOSFET 41 is
2 is different from the second embodiment in that it is connected to the body and the diodes 11 and 17 are omitted. Diode 1
1, 17 can be made unnecessary by using the MOSFET 41 as the emitters of the drains of the MOSFETs 31, 32, 37 to 40, and the body of these as the base, and the power MOS.
This is because it is possible to prevent the operation of the parasitic npn transistor having the drain of the FET as the collector. Therefore, FIG.
In the case of the embodiment described above, the gate voltage of the power MOSFET 29 cannot be lowered to about 0.5 V or less due to the presence of the diode 11, and therefore the power MOSFE in the overheat cutoff state.
While there is a possibility that the drain current of T cannot be cut off sufficiently, in the case of this embodiment, a MOSFET with a low on-resistance is used.
By using 41, there is an advantage that the power MOSFET can be surely cut off.

【0077】また、図3の実施例の場合に比べダイオー
ド17での電圧降下がなくなるために、定電圧回路やラ
ッチ回路等の制御回路が正常動作するためのゲート端子
電圧の動作マージンが向上するという効果もある。
Since the voltage drop in the diode 17 is eliminated as compared with the case of the embodiment of FIG. 3, the operation margin of the gate terminal voltage for the normal operation of the control circuit such as the constant voltage circuit or the latch circuit is improved. There is also the effect.

【0078】なお、MOSFET41をデプレッション
型MOSFETにした場合には、ゲート端子61の電圧
が低くてもMOSFET31,32,37〜40のソー
ス電位をソース端子62の電圧にそろえることができる
ため、定電圧回路やラッチ回路のゲート電圧に対する動
作マージン向上を達成しやすい。
When the MOSFET 41 is a depletion type MOSFET, the source potentials of the MOSFETs 31, 32, 37-40 can be aligned with the voltage of the source terminal 62 even if the voltage of the gate terminal 61 is low. It is easy to improve the operation margin with respect to the gate voltage of the circuit and the latch circuit.

【0079】また、本実施例において、過電流保護回路
のMOSFET36のボディとソースは、MOSFET
41のボディに接続せずに図3や図4の実施例と同様に
ソース端子62に接続してある。これは、ゲート端子6
1に電圧が印加される時ならびにその直後に、MOSF
ET41のドレイン・ソース間の電圧が高くなってMO
SFET36がオンしにくくなり、過電流保護回路が正
常動作しなくなることを防止するためである。
Further, in the present embodiment, the body and the source of the MOSFET 36 of the overcurrent protection circuit are MOSFETs.
41 is connected to the source terminal 62 without being connected to the body 41, as in the embodiment of FIGS. This is the gate terminal 6
When a voltage is applied to 1 and shortly thereafter, the MOSF
The voltage between the drain and source of ET41 increases and MO
This is to prevent the SFET 36 from turning on easily and preventing the overcurrent protection circuit from operating normally.

【0080】その他の点に関しては、図3に示した構成
部分と全く同じである。従って、パワーMOSFET2
9を高周波駆動するための回路構成、ならびにゲート端
子61がソース端子62より低くなった場合に生じる寄
生npnトランジスタ動作を防止するための負ゲート電
圧保護の回路構成は、図1及び図3で示した実施例1及
び実施例2と同じであり、得られる効果も同じである。
The other points are exactly the same as the constituent parts shown in FIG. Therefore, the power MOSFET 2
1 and 3 show a circuit configuration for driving 9 at a high frequency and a circuit configuration for negative gate voltage protection for preventing parasitic npn transistor operation that occurs when the gate terminal 61 becomes lower than the source terminal 62. The same effects as those obtained in the first and second embodiments are obtained.

【0081】尚、本実施例の半導体装置の断面構造に関
しては実施例2の場合とほぼ同じであるが、MOSFE
T31,32,37〜40のボディはパワーMOSFE
Tのボディ領域と分離し、MOSFET41のボディと
接続したボディ領域(p型拡散層104b)の中に形成
する。
The cross-sectional structure of the semiconductor device of this embodiment is almost the same as that of the second embodiment, but the MOSFE
The body of T31, 32, 37-40 is power MOSFE
It is formed in a body region (p-type diffusion layer 104b) which is separated from the body region of T and is connected to the body of MOSFET 41.

【0082】<実施例5>図6は、本発明に係る制御回
路内蔵絶縁ゲート型半導体装置の第5の実施例を示す回
路構成図である。尚、説明の便宜上、図6において実施
例4の図5に示した構成部分と同一部分については、同
一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。すな
わち、本実施例ではMOSFET41の代わりに、ダイ
オード18を用いている点が実施例4と相違する。従っ
て、図5に示した構成の実施例のように過熱遮断時のパ
ワーMOSFETを遮断する能力の向上やゲート端子電
圧に対する動作マージンの向上はないが、図3や図4に
示した構成の実施例で必要であった負ゲート電圧保護用
のダイオード11,17が不要になる。その他は、図3
や図4に示した実施例により得られる作用及び効果と同
じである。
<Fifth Embodiment> FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a fifth embodiment of an insulated gate semiconductor device having a control circuit according to the present invention. For convenience of explanation, in FIG. 6, the same components as those of the fourth embodiment shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, this embodiment is different from the fourth embodiment in that the diode 18 is used instead of the MOSFET 41. Therefore, unlike the embodiment having the configuration shown in FIG. 5, there is no improvement in the ability to shut off the power MOSFET at the time of shutting off overheat and no improvement in the operating margin with respect to the gate terminal voltage, but the implementation of the configuration shown in FIGS. The diodes 11 and 17 for protecting the negative gate voltage, which are required in the example, are unnecessary. Others are shown in FIG.
And the effects and advantages obtained by the embodiment shown in FIG.

【0083】尚、本実施例の半導体装置の断面構造に関
しては実施例4とほぼ同じある。すなわち、本実施例の
場合には図5に示してあるMOSFET41はないの
で、その代わりにMOSFET31,32,37〜40
を1つのボディ領域(p型拡散層104b)の中に形成
した構造となる。
The sectional structure of the semiconductor device of this embodiment is almost the same as that of the fourth embodiment. That is, since the MOSFET 41 shown in FIG. 5 is not provided in the case of this embodiment, the MOSFETs 31, 32, 37 to 40 are used instead.
Is formed in one body region (p-type diffusion layer 104b).

【0084】<実施例6>図7は、本発明に係る制御回
路内蔵絶縁ゲート型半導体装置の第6の実施例を示す回
路構成図である。尚、説明の便宜上、図7において実施
例4の図5に示した構成部分と同一部分については、同
一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。すな
わち、本実施例ではMOSFETT31,32,37〜
40のソース、ダイオード9、及びダイオード列10
を、ソース端子62に接続している点とダイオード1
1,17を設けている点が実施例4と相違する。従っ
て、正のゲート電圧が印加されると、MOSFET41
がオンしてMOSFETT31,32,37〜40のボ
ディとソースは同電位となる。尚、本実施例の場合、ダ
イオード11,17がなくてもMOSFETT31,3
2,37〜40のドレインをエミッタとし、これらのM
OSFETのボディをベースとし、パワーMOSFET
のドレインをコレクタとする寄生npnトランジスタの
ベース電流は遮断できる。しかし、この寄生npnトラ
ンジスタのコレクタ電流は遮断できないため、過渡的に
寄生npnトランジスタのベース電流が流れると、ソー
ス端子62からゲート端子61に電流が流れる可能性が
ある。このコレクタ電流が寄生npnトランジスタをオ
ンさせる方向に働く可能性があるため、本実施例ではダ
イオード11とダイオード17を設けている。その他
は、図3や図4に示した実施例により得られる作用及び
効果と同じである。
<Sixth Embodiment> FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a sixth embodiment of an insulated gate semiconductor device having a control circuit according to the present invention. For convenience of explanation, in FIG. 7, the same components as those of the fourth embodiment shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, in this embodiment, MOSFETs T31, 32, 37-
40 sources, diode 9 and diode string 10
Is connected to the source terminal 62 and the diode 1
1 and 17 is different from the fourth embodiment. Therefore, when a positive gate voltage is applied, the MOSFET 41
Is turned on and the bodies and the sources of the MOSFETs T31, 32, 37 to 40 have the same potential. Incidentally, in the case of the present embodiment, the MOSFETs T31,3 can be provided without the diodes 11,17.
The drains of 2, 37 to 40 are used as emitters, and these M
Power MOSFET based on the body of OSFET
The base current of the parasitic npn transistor whose drain is the collector can be cut off. However, since the collector current of the parasitic npn transistor cannot be cut off, when the base current of the parasitic npn transistor transiently flows, a current may flow from the source terminal 62 to the gate terminal 61. Since this collector current may act in the direction of turning on the parasitic npn transistor, the diode 11 and the diode 17 are provided in this embodiment. Others are the same as the actions and effects obtained by the embodiment shown in FIGS.

【0085】尚、本実施例の半導体装置の断面構造は、
MOSFET31,32,37〜40のボディとソース
のコンタクトの取り方が異なるだけで、実施例4の場合
とほぼ同じである。
The sectional structure of the semiconductor device of this embodiment is as follows.
This is almost the same as the case of the fourth embodiment except that the contact between the body of the MOSFET 31, 32, 37 to 40 and the source is different.

【0086】<実施例7>図8は、本発明に係る制御回
路内蔵絶縁ゲート型半導体装置の第7の実施例を示す回
路構成図である。尚、説明の便宜上、図8において実施
例4の図5に示した構成部分と同一部分については、同
一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。すな
わち、本実施例では過熱保護回路用の抵抗54〜56の
代わりにデプレッション型でゲートとソースを接続した
MOSFET43〜45をアクティブ負荷として用いて
いる点、MOSFET33及びこれを駆動するMOSF
ET48と抵抗50,51とダイード14,15とキャ
パシタ25とからなる駆動回路を用いていない点、ゲー
ト64とゲート端子61間に抵抗49を接続している点
が実施例4と相違する。尚、MOSFET43〜45の
各ボディはノード71に接続されている。
<Embodiment 7> FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a seventh embodiment of an insulated gate semiconductor device having a control circuit according to the present invention. For convenience of explanation, in FIG. 8, the same components as those of the fourth embodiment shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, in the present embodiment, the depletion type MOSFETs 43 to 45 in which the gates and the sources are connected are used as active loads instead of the resistors 54 to 56 for the overheat protection circuit, and the MOSFET 33 and the MOSF for driving the same are used.
The fourth embodiment is different from the fourth embodiment in that the drive circuit including the ET 48, the resistors 50 and 51, the diodes 14 and 15 and the capacitor 25 is not used, and the resistor 49 is connected between the gate 64 and the gate terminal 61. Each body of the MOSFETs 43 to 45 is connected to the node 71.

【0087】このように構成することにより、本実施例
では抵抗面積の低減が図れると共に、抵抗54〜56を
用いる場合に比べて、アクティブ負荷のMOSFET4
3〜45を用いることで、パワーMOSFETの駆動電
力が一定ならば高速に駆動できるし、速度が一定ならば
駆動電力を低くできる。また、抵抗49は、MOSFE
T31或いはMOSFET36がオンした場合に、ゲー
ト端子61から抵抗49を介して流れる電流の電圧降下
によってゲート64の電位を下げるための抵抗であり、
これによりパワーMOSFETを遮断して過熱保護を行
ったり、或いはパワーMOSFETのドレイン電流を低
減して過電流保護を行うことができる。
With this structure, the resistance area can be reduced in this embodiment, and the active load MOSFET 4 can be compared with the case where the resistors 54 to 56 are used.
By using 3-45, the driving power of the power MOSFET can be driven at a high speed if the driving power is constant, and the driving power can be lowered if the speed is constant. The resistor 49 is a MOSFE
A resistor for lowering the potential of the gate 64 by the voltage drop of the current flowing from the gate terminal 61 through the resistor 49 when the T31 or the MOSFET 36 is turned on,
As a result, the power MOSFET can be cut off to perform overheat protection, or the drain current of the power MOSFET can be reduced to perform overcurrent protection.

【0088】図8には、実施例1〜6で用いたパワーM
OSFETを高周波駆動するためのMOSFET及びそ
の駆動回路、すなわちソースとドレインが共にソース端
子62と接続されないMOSFET33及びMOSFE
T33を駆動するための回路がないけれども、アクティ
ブ負荷として用いるMOSFET43〜45がソースと
ドレインが共にソース端子62に接続されていないMO
SFETであるので、MOSFET43〜45に対して
は、MOSFET33に対してと同様な負ゲート電圧保
護回路、すなわちMOSFET34と41で構成した負
ゲート電圧保護回路が必要となる。
FIG. 8 shows the power M used in Examples 1 to 6.
MOSFET for driving the OSFET at high frequency and its driving circuit, that is, MOSFET 33 and MOSFE whose source and drain are not connected to the source terminal 62
Although there is no circuit for driving T33, the MOSFETs 43 to 45 used as active loads have neither source nor drain connected to the source terminal 62.
Since it is an SFET, the same negative gate voltage protection circuit as that for the MOSFET 33, that is, the negative gate voltage protection circuit composed of the MOSFETs 34 and 41 is required for the MOSFETs 43 to 45.

【0089】尚、本実施例の半導体装置の断面構造に関
しては、実施例4の場合と同じである。また、図3〜図
7の実施例で述べた抵抗54〜56を負荷とする構成
を、本実施例のようにアクティブ負荷43〜45で置き
換えても同様の作用及び効果が得られることはいうまで
もない。
The sectional structure of the semiconductor device of this embodiment is the same as that of the fourth embodiment. Further, it is said that the same action and effect can be obtained even if the configuration using the resistors 54 to 56 as the load described in the embodiment of FIGS. 3 to 7 is replaced with the active loads 43 to 45 as in the present embodiment. There is no end.

【0090】<実施例8>図9は、本発明に係る制御回
路内蔵絶縁ゲート型半導体装置の第8の実施例を示す回
路構成図である。本実施例では、MOSFET33のド
レインに逆極性信号が入力された時に、寄生バイポーラ
トランジスタ動作による耐圧不良の発生や、或いは寄生
ダイオード動作による逆方向ドレイン電流の発生を阻止
できるトランジスタ構成を示す。図9において、参照符
号60はMOSFET33のドレイン端子、69はMO
SFET33のゲート端子、70はMOSFET33の
ソース端子をそれぞれ示す。このソース端子70にMO
SFET34のゲートとMOSFET41のドレインが
接続され、MOSFET33のボディにMOSFET3
4のソースとボディ並びにMOSFET41のソースと
ボディが接続され、MOSFET33のドレイン端子6
0にMOSFET41のゲートとMOSFET34のド
レインが接続されている。
<Embodiment 8> FIG. 9 is a circuit diagram showing an eighth embodiment of an insulated gate semiconductor device having a control circuit according to the present invention. This embodiment shows a transistor configuration capable of preventing the occurrence of a breakdown voltage failure due to the parasitic bipolar transistor operation or the occurrence of a reverse drain current due to the parasitic diode operation when a reverse polarity signal is input to the drain of the MOSFET 33. In FIG. 9, reference numeral 60 is the drain terminal of the MOSFET 33, and 69 is MO.
The gate terminal of the SFET 33 and 70 denote the source terminal of the MOSFET 33, respectively. MO to this source terminal 70
The gate of the SFET 34 and the drain of the MOSFET 41 are connected, and the body of the MOSFET 33 is connected to the MOSFET 3
The source and body of MOSFET 4 and the source and body of MOSFET 41 are connected, and the drain terminal 6 of MOSFET 33 is connected.
The gate of the MOSFET 41 and the drain of the MOSFET 34 are connected to 0.

【0091】このような回路構成を有する本実施例の半
導体装置の断面構造は、実施例1の図2に示した断面構
造図及び配線図において、パワーMOSFET29とキ
ャパシタ25を不要にし、抵抗58を短絡した状態であ
る。尚、図9に示した本実施例の回路構成の場合、図2
に示した構造における抵抗58が短絡状態であるからp
型ウエル層104aと104bは接続しても構わない。
また、縦型パワーMOSFET29を内蔵しないため、
高濃度n型基板101上にn型エピタキシャル層102
を形成する必要は無く、従来のMOSFETプロセスで
使用されるn型基板を使用しても良い。或いは、n型基
板を使用せずにp型基板を使用する場合には、p型ウエ
ル層104a,104bを形成しなくとも構わない。
The cross-sectional structure of the semiconductor device of this embodiment having such a circuit configuration is the same as the cross-sectional structure diagram and wiring diagram of Embodiment 1 shown in FIG. It is in a short-circuited state. In the case of the circuit configuration of the present embodiment shown in FIG.
Since the resistor 58 in the structure shown in FIG.
The mold well layers 104a and 104b may be connected.
Further, since the vertical power MOSFET 29 is not built in,
N-type epitaxial layer 102 on high concentration n-type substrate 101
Need not be formed, and an n-type substrate used in a conventional MOSFET process may be used. Alternatively, when the p-type substrate is used instead of the n-type substrate, the p-type well layers 104a and 104b may not be formed.

【0092】本実施例の半導体装置は、次のように動作
する。 (a)ゲート端子69の電圧がソース端子70の電圧と等
しい場合:ドレイン端子60の電圧が高くなり、MOS
FET41のゲートにしきい電圧以上の電圧が印加され
たときには、MOSFET41がオンするためMOSF
ET33のボディはソース端子70に接続される。この
場合、ドレイン端子60とソース端子70の間に存在す
るMOSFET33のソース、ボディ、ドレインを各々
エミッタ、ベース、コレクタとする寄生npnトランジ
スタは遮断状態であるため、MOSFET33のドレイ
ン耐圧低下やドレインリーク電流が生じるのを防止でき
る。このため、MOSFET33は遮断状態となる。
The semiconductor device of this embodiment operates as follows. (a) When the voltage of the gate terminal 69 is equal to the voltage of the source terminal 70: The voltage of the drain terminal 60 becomes high,
When a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to the gate of the FET 41, the MOSFET 41 turns on, so that the MOSF
The body of ET33 is connected to the source terminal 70. In this case, the parasitic npn transistor existing between the drain terminal 60 and the source terminal 70 and having the source, body, and drain of the MOSFET 33 as the emitter, base, and collector, respectively, is in the cutoff state, so that the drain breakdown voltage of the MOSFET 33 is reduced and the drain leakage current is reduced. Can be prevented. Therefore, the MOSFET 33 is turned off.

【0093】一方、ドレイン端子60の電圧が下がり、
MOSFET41のゲートにしきい電圧以下の正の電圧
が印加されたときには、MOSFET41とMOSFE
T34は共にオフ状態であるため、MOSFET33の
ボディ電位はフローティングとなる。このため、ドレイ
ン端子60とソース端子70の間に存在する上記寄生n
pnトランジスタを介してドレイン電流が流れることは
ない。また、この条件(ゲート端子69とソース端子7
0の電圧が等しく、且つ、ドレイン端子60の電圧が下
がり、MOSFET41のゲートにしきい電圧以下の正
の電圧が印加された状態)では、ドレイン端子60とソ
ース端子70の間に低電圧しか印加されないため、上記
寄生npnトランジスタが降伏することも無い。
On the other hand, the voltage of the drain terminal 60 drops,
When a positive voltage equal to or lower than the threshold voltage is applied to the gate of the MOSFET 41, the MOSFET 41 and the MOSFET
Since both T34 are in the off state, the body potential of the MOSFET 33 becomes floating. Therefore, the parasitic n existing between the drain terminal 60 and the source terminal 70 is
No drain current flows through the pn transistor. In addition, this condition (gate terminal 69 and source terminal 7
When the voltage of 0 is the same, the voltage of the drain terminal 60 is lowered, and a positive voltage below the threshold voltage is applied to the gate of the MOSFET 41), only a low voltage is applied between the drain terminal 60 and the source terminal 70. Therefore, the parasitic npn transistor does not break down.

【0094】(b)ゲート端子69の電圧がドレイン端子
60の電圧と等しい場合:ソース端子70の電圧が高く
なり、MOSFET34のゲートにしきい電圧以上の電
圧が印加されたときには、MOSFET34がオンする
ためMOSFET33のボディはドレイン端子60と接
続される。この場合、MOSFET33のソース、ボデ
ィ、ドレインを各々コレクタ、ベース、エミッタとする
寄生npnトランジスタは遮断状態であるため、MOS
FET33のドレイン耐圧低下やドレインリーク電流が
生じるのを防止できる。このため、MOSFET33は
遮断状態となる。
(B) When the voltage of the gate terminal 69 is equal to the voltage of the drain terminal 60: When the voltage of the source terminal 70 becomes high and a voltage higher than the threshold voltage is applied to the gate of the MOSFET 34, the MOSFET 34 turns on. The body of the MOSFET 33 is connected to the drain terminal 60. In this case, the parasitic npn transistor having the source, body, and drain of the MOSFET 33 as the collector, the base, and the emitter is in the cutoff state.
It is possible to prevent the drain breakdown voltage of the FET 33 from decreasing and a drain leak current from occurring. Therefore, the MOSFET 33 is turned off.

【0095】一方、ソース端子70の電圧が下がり、M
OSFET34のゲートにしきい電圧以下の正の電圧が
印加されたときには、MOSFET34とMOSFET
41は共にオフ状態であるため、MOSFET33のボ
ディ電位はフローティングとなる。このため、ドレイン
端子60とソース端子70の間に存在する上記寄生np
nトランジスタを介してドレイン電流が流れることはな
い。また、この条件(ゲート端子69とドレイン端子6
0の電圧が等しく、且つ、ソース端子70の電圧が下が
り、MOSFET34のゲートにしきい電圧以下の正の
電圧が印加された状態)では、ドレイン端子60とソー
ス端子70の間に低電圧しか印加されないため、上記寄
生npnトランジスタが降伏することも無い。
On the other hand, the voltage at the source terminal 70 drops and M
When a positive voltage below the threshold voltage is applied to the gate of the OSFET 34, the MOSFET 34 and the MOSFET
Since both 41 are off, the body potential of the MOSFET 33 becomes floating. Therefore, the parasitic np existing between the drain terminal 60 and the source terminal 70
No drain current flows through the n-transistor. In addition, this condition (gate terminal 69 and drain terminal 6
When the voltage of 0 is the same, the voltage of the source terminal 70 drops, and a positive voltage below the threshold voltage is applied to the gate of the MOSFET 34), only a low voltage is applied between the drain terminal 60 and the source terminal 70. Therefore, the parasitic npn transistor does not break down.

【0096】本実施例の回路構成を有する半導体装置
は、以上のように動作するため、バッテリを使用するパ
ワースイッチ回路のスイッチ素子としてMOSFET3
3を使用する場合に、バッテリが誤って逆接続される状
態、すなわち逆極性信号がMOSFET33のドレイン
に入力された状態が生じても、本実施例の半導体装置で
はMOSFET33の逆方向ドレイン電流を阻止できる
ため、MOSFET33並びにこれを用いるパワーシス
テムを保護することが可能となる。
Since the semiconductor device having the circuit configuration of this embodiment operates as described above, the MOSFET 3 is used as a switch element of a power switch circuit using a battery.
Even when the battery is erroneously reverse-connected, that is, the reverse polarity signal is input to the drain of the MOSFET 33, the semiconductor device of the present embodiment blocks the reverse drain current of the MOSFET 33 when the third embodiment is used. Therefore, the MOSFET 33 and the power system using the same can be protected.

【0097】なお、本実施例において、実施例1の図1
で示した回路構成のように抵抗58を入れたり、実施例
3の図4で示した回路構成のようにMOSFET41の
代わりにカソードをソース端子70に接続し、アノード
をMOSFET33のボディに接続したダイオード18
を用いた構成としても同様の効果が得られる。また、こ
のダイオード18として多結晶シリコンダイオードを用
いた場合には、MOSFET33のドレイン電圧が正の
場合の耐圧を向上できる。これは、MOSFET33の
ボディ・ソース間のビルトインポテンシャルよりも多結
晶シリコンダイオードのpn接合のビルトインポテンシ
ャルの方が低いため、寄生バイポーラトランジスタ動作
が起りにくいからである。
In addition, in the present embodiment, FIG.
A diode in which a resistor 58 is inserted as in the circuit configuration shown in FIG. 4 or the cathode is connected to the source terminal 70 instead of the MOSFET 41 and the anode is connected to the body of the MOSFET 33 as in the circuit configuration shown in FIG. 18
The same effect can be obtained with a configuration using. When a polycrystalline silicon diode is used as the diode 18, the breakdown voltage when the drain voltage of the MOSFET 33 is positive can be improved. This is because the built-in potential of the pn junction of the polycrystalline silicon diode is lower than the built-in potential between the body and the source of the MOSFET 33, so that the parasitic bipolar transistor operation is hard to occur.

【0098】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定するものではなく、
例えば、前記実施例ではパワーMOSFETを含む全て
のMOSFETはnチャネル型MOSFETとして説明
したが、全ての素子をpチャネル型MOSFETとして
も同様の効果が得られ、本発明の精神を逸脱しない範囲
内において種々の設計変更をなし得ることは勿論であ
る。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments,
For example, all MOSFETs including power MOSFETs have been described as n-channel MOSFETs in the above embodiments, but similar effects can be obtained even if all the elements are p-channel MOSFETs, within the range not departing from the spirit of the present invention. Of course, various design changes can be made.

【0099】また、これまでの実施例ではパワーMOS
FETを用いた制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置を
例にして述べてきたが、パワーMOSFETの代わりに
IGBT(Insulated gate bipolar transistor)を用
いた制御回路内蔵IGBTの場合には寄生npnトラン
ジスタではなく寄生サイリスタが発生し、IGBTのコ
レクタ端子からゲート端子にリーク電流が流れるという
問題がある。この対策として、これまで述べた回路なら
びにデバイス構造と全く同様にして負ゲート電圧を印加
した場合の寄生素子の動作の防止や、制御回路内蔵IG
BTの高周波化等を実現することができる。
In the above embodiments, the power MOS is used.
An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit using an FET has been described as an example. However, in the case of an IGBT with a built-in control circuit that uses an IGBT (Insulated gate bipolar transistor) instead of a power MOSFET, a parasitic npn transistor is used instead of a parasitic npn transistor. There is a problem that a thyristor is generated and a leak current flows from the collector terminal of the IGBT to the gate terminal. As measures against this, the operation of the parasitic element when a negative gate voltage is applied is prevented in the same manner as the circuit and the device structure described above, and the IG with a built-in control circuit is used.
It is possible to increase the frequency of BT.

【0100】[0100]

【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明によれば、例えば制御回路内蔵型パワーMOSFE
Tの高周波化を図るために用いるドレインとソースの両
方共ソース端子に接続されていない制御用MOSFET
を、パワーMOSFETのドレイン領域に形成しても寄
生npnトランジスタが動作しないようにできる。この
ため、ソースフォロア回路のように負ゲート電圧が印加
される場合でもドレイン端子とゲート端子との間にリー
ク電流が発生しないようにできる。
As is apparent from the above-described embodiments, according to the present invention, for example, a power MOSFE with a built-in control circuit.
A control MOSFET in which neither the drain nor the source used to increase the frequency of T is connected to the source terminal
It is possible to prevent the parasitic npn transistor from operating even if it is formed in the drain region of the power MOSFET. Therefore, even when a negative gate voltage is applied as in the source follower circuit, a leak current can be prevented from occurring between the drain terminal and the gate terminal.

【0101】また、パワーMOSFETの遮断を確実に
行ない、制御回路が正常動作するためのゲート端子電圧
の動作マージンを従来に比べ拡大できる。
Further, the power MOSFET can be surely cut off, and the operation margin of the gate terminal voltage for the control circuit to operate normally can be expanded as compared with the conventional case.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る半導体装置の第1の実施例を示す
回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】図1に示した回路構成を実現する半導体装置の
要部を示す断面構造図である。
FIG. 2 is a cross-sectional structural view showing a main part of a semiconductor device that realizes the circuit configuration shown in FIG.

【図3】本発明に係る半導体装置の第2の実施例を示す
回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明に係る半導体装置の第3の実施例を示す
回路構成図である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図5】本発明に係る半導体装置の第4の実施例を示す
回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a fourth embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図6】本発明に係る半導体装置の第5の実施例を示す
回路構成図である。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a fifth embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図7】本発明に係る半導体装置の第6の実施例を示す
回路構成図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a sixth embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図8】本発明に係る半導体装置の第7の実施例を示す
回路構成図である。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a seventh embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図9】本発明に係る半導体装置の第8の実施例を示す
回路構成図である。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing an eighth embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9…ダイオード、 10…ダイオード列、 11〜17…ダイオード、 25…キャパシタ、 29,30…パワーMOSFET、 31〜34,36〜41…MOSFET、 43〜45,48…MOSFET、 49〜58…抵抗、 60…ドレイン端子、 61…ゲート端子、 62…ソース端子、 63…遮断端子、 64…パワーMOSFETのゲート、 65…定電圧回路の出力ノード、 66…MOSFET40のゲート、 67…ラッチ回路の出力ノード、 68…MOSFET36のゲート、 69…ゲート端子、 70…ソース端子、 71…MOSFET34のソースとボディの接続ノー
ド、 101…n型基板、 102…n型エピタキシャル層、 103a,103b…第1のp型ウエル層、 104a,104b,104c…第2のp型ウエル層、 105a,105b…酸化膜、 106a,106b…ゲート電極、 106c…多結晶シリコンゲート層(キャパシタ電
極)、 107…p型拡散層、 108…低濃度n型拡散層、 109a,109b,113…n型拡散層、 110a,110b…n型拡散層、 111…絶縁層、 112a〜112g…アルミ電極。
9 ... Diode, 10 ... Diode array, 11-17 ... Diode, 25 ... Capacitor, 29, 30 ... Power MOSFET, 31-34, 36-41 ... MOSFET, 43-45, 48 ... MOSFET, 49-58 ... Resistor, 60 ... Drain terminal, 61 ... Gate terminal, 62 ... Source terminal, 63 ... Breaking terminal, 64 ... Power MOSFET gate, 65 ... Constant voltage circuit output node, 66 ... MOSFET40 gate, 67 ... Latch circuit output node, 68 ... Gate of MOSFET 36, 69 ... Gate terminal, 70 ... Source terminal, 71 ... Connection node between source and body of MOSFET 34, 101 ... N-type substrate, 102 ... N-type epitaxial layer, 103a, 103b ... First p-type well Layer, 104a, 104b, 104c ... Second p-type well , 105a, 105b ... Oxide film, 106a, 106b ... Gate electrode, 106c ... Polycrystalline silicon gate layer (capacitor electrode), 107 ... P-type diffusion layer, 108 ... Low-concentration n-type diffusion layer, 109a, 109b, 113 ... N Type diffusion layer, 110a, 110b ... N type diffusion layer, 111 ... Insulating layer, 112a-112g ... Aluminum electrode.

───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H01L 29/78

Claims (40)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ドレイン端子とゲート端子とソース端子を
少なくとも具備し、 ドレインを前記ドレイン端子に接続しソースを前記ソー
ス端子に接続したパワーMOSFETと、 該パワーMOSFETのゲートと前記ゲート端子との間
に設けられたパワーMOSFETを制御する第1のMO
SFETと、 ボディとソースを前記第1のMOSFETのボディと接
続しドレインを前記ゲート端子に接続しゲートを前記ソ
ース端子に接続した第2のMOSFETと、 から少なくとも構成されることを特徴とする制御回路内
蔵絶縁ゲート型半導体装置。
1. A power MOSFET having at least a drain terminal, a gate terminal and a source terminal, a drain connected to the drain terminal and a source connected to the source terminal, and a gate between the power MOSFET and the gate terminal. For controlling a power MOSFET provided in the
And a second MOSFET having a body and a source connected to the body of the first MOSFET, a drain connected to the gate terminal, and a gate connected to the source terminal. Insulated gate semiconductor device with built-in circuit.
【請求項2】ドレイン端子とゲート端子とソース端子を
少なくとも具備し、 ドレインを前記ドレイン端子に接続しソースを前記ソー
ス端子に接続したパワーMOSFETと、 該パワーMOSFETのゲートと前記ゲート端子との間
に設けられたパワーMOSFETを制御する第1のMO
SFETと、 ボディとソースを前記第1のMOSFETのボディと接
続しドレインを前記ソース端子に接続しゲートを前記ゲ
ート端子に接続した第3のMOSFETと、から少なく
とも構成されることを特徴とする制御回路内蔵絶縁ゲー
ト型半導体装置。
2. A power MOSFET having at least a drain terminal, a gate terminal and a source terminal, a drain connected to the drain terminal and a source connected to the source terminal; and a gate between the power MOSFET and the gate terminal. For controlling a power MOSFET provided in the
A control comprising at least a SFET, and a third MOSFET having a body and a source connected to the body of the first MOSFET, a drain connected to the source terminal, and a gate connected to the gate terminal. Insulated gate semiconductor device with built-in circuit.
【請求項3】ドレイン端子とゲート端子とソース端子を
少なくとも具備し、 ドレインを前記ドレイン端子に接続しソースを前記ソー
ス端子に接続したパワーMOSFETと、 該パワーMOSFETのゲートと前記ゲート端子との間
に設けられたパワーMOSFETを制御する第1のMO
SFETと、 該第1のMOSFETのボディと前記ソース端子との間
に接続した第1のダイオードと、 から少なくとも構成されることを特徴とする制御回路内
蔵絶縁ゲート型半導体装置。
3. A power MOSFET having at least a drain terminal, a gate terminal and a source terminal, a drain connected to the drain terminal and a source connected to the source terminal, and a gate between the power MOSFET and the gate terminal. For controlling a power MOSFET provided in the
An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit, comprising at least an SFET and a first diode connected between the body of the first MOSFET and the source terminal.
【請求項4】ボディとソースを前記第3のMOSFET
のボディに接続した少なくとも1つの第4のMOSFE
Tを更に設けて成る請求項2に記載の制御回路内蔵絶縁
ゲート型半導体装置。
4. A body and a source of the third MOSFET.
At least one fourth MOSFE connected to the body of the
The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 2, further comprising T.
【請求項5】ボディとソースを前記第1のダイオードに
接続した少なくとも1つの第4のMOSFETを更に設
けて成る請求項3に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型半
導体装置。
5. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 3, further comprising at least one fourth MOSFET having a body and a source connected to the first diode.
【請求項6】ボディとソースを前記第1のMOSFET
のボディと接続しドレインを前記ゲート端子に接続しゲ
ートを前記ソース端子に接続した第2のMOSFETを
更に設けて成る請求項2〜5のいずれか1項に記載の制
御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置。
6. A body and a source for the first MOSFET
6. An insulated gate semiconductor with a built-in control circuit according to any one of claims 2 to 5, further comprising a second MOSFET connected to the body of the device, the drain thereof connected to the gate terminal, and the gate connected to the source terminal. apparatus.
【請求項7】ボディとソースを前記ソース端子に接続し
た少なくとも1つの第5のMOSFETをさらに設けて
成る請求項1〜6のいずれか1項に記載の制御回路内蔵
絶縁ゲート型半導体装置。
7. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 1, further comprising at least one fifth MOSFET having a body and a source connected to the source terminal.
【請求項8】前記第5のMOSFETのドレインと前記
ゲート端子またはパワーMOSFETのゲ−トとの間に
第2のダイオードを更に設けて成る請求項7に記載の制
御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置。
8. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 7, further comprising a second diode provided between the drain of the fifth MOSFET and the gate terminal or the gate of the power MOSFET. .
【請求項9】ボディを前記第3のMOSFETのボディ
に接続しソースを前記ソース端子に接続した少なくとも
1つの第6のMOSFETを更に設けて成る請求項1〜
8のいずれか1項に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型半
導体装置。
9. The method according to claim 1, further comprising at least one sixth MOSFET having a body connected to the body of the third MOSFET and a source connected to the source terminal.
9. An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to any one of 8 above.
【請求項10】前記第6のMOSFETのドレインと前
記ゲート端子との間に第3のダイオードを更に設けて成
る請求項9に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装
置。
10. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 9, further comprising a third diode provided between the drain and the gate terminal of the sixth MOSFET.
【請求項11】前記ゲート端子と前記ソース端子との間
に第4のダイオードを更に設けてなる請求項1〜10の
いずれか1項に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体
装置。
11. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 1, further comprising a fourth diode provided between the gate terminal and the source terminal.
【請求項12】前記ゲート端子と前記ソース端子との間
に前記第4のダイオードと直列で逆向きに第5のダイオ
ードを更に設けて成る請求項11に記載の制御回路内蔵
絶縁ゲート型半導体装置。
12. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 11, further comprising a fifth diode provided in series with the fourth diode in a reverse direction between the gate terminal and the source terminal. .
【請求項13】前記第1のMOSFETのボディと前記
ソース端子の間に第1の抵抗を更に設けて成る請求項1
〜12のいずれか1項に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート
型半導体装置。
13. A first resistor is further provided between the body of the first MOSFET and the source terminal.
13. An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to any one of 1 to 12.
【請求項14】前記第1のMOSFETは、ソースをパ
ワーMOSFETのゲートに接続しドレインを前記ゲー
ト端子に接続して成る請求項1〜13のいずれか1項に
記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置。
14. The insulated gate type with a built-in control circuit according to claim 1, wherein the first MOSFET has a source connected to a gate of a power MOSFET and a drain connected to the gate terminal. Semiconductor device.
【請求項15】前記パワーMOSFETのゲートとゲー
ト端子の間に第6のダイオードを設けて成る請求項14
に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置。
15. A sixth diode is provided between the gate and the gate terminal of the power MOSFET.
Insulated gate type semiconductor device with a built-in control circuit according to.
【請求項16】ゲートとドレインを前記パワーMOSF
ETのゲートに接続しボディを前記第1のMOSFET
のボディに接続しソースを前記ゲート端子に接続した第
7のMOSFETを更に設けて成る請求項14または請
求項15に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装
置。
16. A power MOSF having a gate and a drain.
The body is connected to the gate of ET and the body is connected to the first MOSFET.
16. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 14 or 15, further comprising a seventh MOSFET connected to the body of the device and having a source connected to the gate terminal.
【請求項17】前記ゲート端子とパワーMOSFETの
ゲートとの間に第2の抵抗を設けて成る請求項14〜1
6のいずれか1項に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型半
導体装置。
17. A second resistor is provided between the gate terminal and the gate of the power MOSFET.
7. An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to any one of 6 above.
【請求項18】前記第1のMOSFETのゲートと前記
ゲート端子との間に直列に接続された第3の抵抗及び第
7のダイオードと、前記第1のMOSFETのゲートと
ソースとの間に設けられたキャパシタとを更に具備して
成る請求項14に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型半導
体装置。
18. A third resistor and a seventh diode connected in series between the gate of the first MOSFET and the gate terminal, and provided between the gate and the source of the first MOSFET. 15. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 14, further comprising:
【請求項19】前記第1のMOSFETがデプレッショ
ン型である請求項1〜18のいずれか1項に記載の制御
回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置。
19. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 1, wherein the first MOSFET is a depletion type.
【請求項20】前記第2のMOSFETがデプレッショ
ン型である請求項1〜19のいずれか1項に記載の制御
回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置。
20. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 1, wherein the second MOSFET is a depletion type.
【請求項21】前記第3のMOSFETがデプレッショ
ン型である請求項1〜20のいずれか1項に記載の制御
回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置。
21. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 1, wherein the third MOSFET is a depletion type.
【請求項22】前記第1のMOSFETのボディ領域と
前記パワーMOSFETのボディ領域とが前記パワーM
OSFETのドレイン領域で分離されて成る請求項1〜
21のいずれか1項に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型
半導体装置。
22. A body region of the first MOSFET and a body region of the power MOSFET have the power M.
The drain regions of the OSFETs are separated from each other.
22. An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to any one of 21.
【請求項23】ドレイン端子とゲート端子とソース端子
を少なくとも具備し、 ドレインを前記ドレイン端子に接続しソースを前記ソー
ス端子に接続したパワーMOSFETと、 ゲートとソースを接続しドレインを前記ゲート端子に接
続し前記パワーMOSFETの制御回路に用いる少なく
とも1つのデプレッション型の第8のMOSFETと、 ボディとソースを前記第8のMOSFETのボディと接
続しドレインを前記ゲート端子に接続しゲートを前記ソ
ース端子に接続した第2のMOSFETと、から少なく
とも構成されることを特徴とする制御回路内蔵絶縁ゲー
ト型半導体装置。
23. A power MOSFET having at least a drain terminal, a gate terminal and a source terminal, the drain being connected to the drain terminal and the source being connected to the source terminal; and the gate being connected to the source and the drain being connected to the gate terminal. At least one depletion type eighth MOSFET connected to and used in the control circuit of the power MOSFET, a body and a source connected to the body of the eighth MOSFET, a drain connected to the gate terminal, and a gate connected to the source terminal An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit, comprising at least a connected second MOSFET.
【請求項24】ドレイン端子とゲート端子とソース端子
を少なくとも具備し、 ドレインを前記ドレイン端子に接続しソースを前記ソー
ス端子に接続したパワーMOSFETと、 ゲートとソースを接続しドレインを前記ゲート端子に接
続し前記パワーMOSFETの制御回路に用いる少なく
とも1つのデプレッション型の第8のMOSFETと、 ボディとソースを前記第8のMOSFETのボディと接
続しドレインを前記ソース端子に接続しゲートを前記ゲ
ート端子に接続した第3のMOSFETと、から少なく
とも構成されることを特徴とする制御回路内蔵絶縁ゲー
ト型半導体装置。
24. A power MOSFET having at least a drain terminal, a gate terminal and a source terminal, the drain being connected to the drain terminal and the source being connected to the source terminal; and the gate being connected to the source and the drain being connected to the gate terminal. At least one depletion type eighth MOSFET connected to and used in the control circuit of the power MOSFET, a body and a source connected to the body of the eighth MOSFET, a drain connected to the source terminal, and a gate connected to the gate terminal An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit, comprising at least a connected third MOSFET.
【請求項25】ドレイン端子とゲート端子とソース端子
を少なくとも具備し、 ドレインを前記ドレイン端子に接続しソースを前記ソー
ス端子に接続したパワーMOSFETと、 ゲートとソースを接続しドレインを前記ゲート端子に接
続し前記パワーMOSFETの制御回路に用いる少なく
とも1つのデプレッション型の第8のMOSFETと、 該第8のMOSFETのボディと前記ソース端子との間
に接続した第1のダイオードと、 から少なくとも構成されることを特徴とする制御回路内
蔵絶縁ゲート型半導体装置。
25. A power MOSFET having at least a drain terminal, a gate terminal and a source terminal, the drain being connected to the drain terminal and the source being connected to the source terminal; and the gate being connected to the source and the drain being connected to the gate terminal. At least one depletion-type eighth MOSFET connected to and used in the control circuit of the power MOSFET, and a first diode connected between the body of the eighth MOSFET and the source terminal An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit.
【請求項26】ボディとソースを前記第8のMOSFE
Tのボディと接続しドレインを前記ゲート端子に接続し
ゲートを前記ソース端子に接続した第2のMOSFET
を更に設けて成る請求項24または請求項25に記載の
制御回路内蔵絶縁ゲート型半導体装置。
26. A body and a source are the eighth MOSFE
A second MOSFET in which the body of T is connected, the drain is connected to the gate terminal, and the gate is connected to the source terminal.
26. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 24 or 25, further comprising:
【請求項27】前記第8のMOSFETのボディ領域と
前記パワーMOSFETのボディ領域とが前記パワーM
OSFETのドレイン領域で分離されて成る請求項23
〜26のいずれか1項に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート
型半導体装置。
27. The body region of the eighth MOSFET and the body region of the power MOSFET have the power M.
24. The drain region of the OSFET is separated.
27. An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to any one of claims 26 to 26.
【請求項28】前記第1のMOSFETのボディ領域は
前記パワーMOSFETのドレイン領域と接することを
特徴とする請求項22に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート
型半導体装置。
28. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 22, wherein the body region of the first MOSFET is in contact with the drain region of the power MOSFET.
【請求項29】前記第8のMOSFETのボディ領域は
前記パワーMOSFETのドレイン領域と接することを
特徴とする請求項27に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート
型半導体装置。
29. The insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to claim 27, wherein the body region of the eighth MOSFET is in contact with the drain region of the power MOSFET.
【請求項30】基板と、該基板に設けられた第1導電型
の第1領域と、該第1領域に接する第2導電型の第2領
域と、該第2領域内に設けられた第1導電型チャネルの
第1のMISFETとを具備する半導体装置において、 前記第1のMISFETのソース又はドレインに該ソー
ス又はドレインと前記第2領域との間のpn接合が順方
向となる第1入力電圧が入力された場合に、前記第2領
域をフローティング状態とするか、又は、前記第1入力
電圧が入力されたソース又はドレインと前記第2領域と
を接続するかのいずれかを行うスイッチング手段を具備
することを特徴とする半導体装置。
30. A substrate, a first-conductivity-type first region provided in the substrate, a second-conductivity-type second region in contact with the first region, and a second region provided in the second region. In a semiconductor device comprising a first conductivity type channel first MISFET, a source or drain of the first MISFET has a pn junction between the source or drain and the second region in a forward direction. A switching means which, when a voltage is input, either brings the second region into a floating state or connects the source or drain to which the first input voltage is input and the second region. A semiconductor device comprising:
【請求項31】前記スイッチング手段は、前記第1のM
ISFETの前記第1入力電圧が入力されるソース又は
ドレインにそのソース又はドレインが接続され、前記第
1のMISFETのボディにそのドレイン又はソースと
そのボディとが接続され、そのゲートが第1の電位に接
続された第2のMISFETを有することを特徴とする
請求項30に記載の半導体装置。
31. The switching means includes the first M
The source or drain of the ISFET to which the first input voltage is input is connected to the source or drain, the body of the first MISFET is connected to the drain or source and the body thereof, and the gate thereof is at the first potential. 31. The semiconductor device according to claim 30, further comprising a second MISFET connected to the.
【請求項32】前記スイッチング手段は、前記第1のM
ISFETの前記第1入力電圧が入力されるソース又は
ドレインにそのゲートが接続され、前記前記第1のMI
SFETのボディにそのソース又はドレインとそのボデ
ィとが接続され、そのドレイン又はソースが第1の電位
に接続された第3のMISFETを有することを特徴と
する請求項30に記載の半導体装置。
32. The switching means comprises the first M
A gate is connected to a source or a drain of the ISFET to which the first input voltage is input, and the first MI is connected.
31. The semiconductor device according to claim 30, wherein the body of the SFET is connected to its source or drain and its body, and the third MISFET has its drain or source connected to the first potential.
【請求項33】前記スイッチング手段は、前記第1のM
ISFETのボディと第1の電位との間に接続されたダ
イオードを有することを特徴とする請求項30に記載の
半導体装置。
33. The first switching means for the switching means.
31. The semiconductor device according to claim 30, further comprising a diode connected between the body of the ISFET and the first potential.
【請求項34】前記スイッチング手段は、前記第1のM
ISFETの前記第1入力電圧が入力されるソース又は
ドレインにそのゲートが接続され、前記第1のMISF
ETのボディにそのソース又はドレインとそのボディと
が接続され、そのドレイン又はソースが前記第1の電位
に接続された第3のMISFETを有することを特徴と
する請求項31に記載の半導体装置。
34. The switching means includes the first M
A gate is connected to a source or a drain of the ISFET to which the first input voltage is input, and the first MISF
32. The semiconductor device according to claim 31, wherein the body of ET is connected to its source or drain and its body, and has a third MISFET whose drain or source is connected to the first potential.
【請求項35】前記スイッチング手段は、前記第1のM
ISFETのボディと前記第1の電位との間に接続され
たダイオードを有することを特徴とする請求項31に記
載の半導体装置。
35. The switching means comprises the first M
32. The semiconductor device according to claim 31, further comprising a diode connected between the body of the ISFET and the first potential.
【請求項36】前記第1のMISFETのボディと前記
第3のMISFETのソース又はドレイン及びボディと
の間に接続された第1の抵抗素子を有することを特徴と
する請求項34に記載の半導体装置。
36. The semiconductor according to claim 34, further comprising a first resistance element connected between the body of the first MISFET and the source or drain of the third MISFET and the body. apparatus.
【請求項37】前記第1のMISFETのボディと前記
ダイオードとの間に接続された第2の抵抗素子を有する
ことを特徴とする請求項36に記載の半導体装置。
37. The semiconductor device according to claim 36, further comprising a second resistance element connected between the body of the first MISFET and the diode.
【請求項38】前記第1領域は、前記第2領域が前記第
1の電位に接続されているときに前記第1領域と前記第
2領域との間のpn接合に対して逆方向となる電圧が印
加される如き第2の電位に接続されることを特徴とする
請求項31〜37のいずれか1項に記載の半導体装置。
38. The first region is opposite to the pn junction between the first region and the second region when the second region is connected to the first potential. 38. A semiconductor device as claimed in any one of claims 31 to 37, characterized in that it is connected to a second potential such that a voltage is applied.
【請求項39】前記第1の導電型はn型であり、前記第
2の導電型はp型であることを特徴とする請求項30〜
38のいずれか1項に記載の半導体装置。
39. The method according to claim 30, wherein the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type.
39. The semiconductor device according to any one of 38.
【請求項40】第1のMOSFETのゲートと前記ゲー
ト端子との間に第3の抵抗を設けて成る請求項14〜1
7のいずれか1項に記載の制御回路内蔵絶縁ゲート型半
導体装置。
40. A third resistor is provided between the gate of the first MOSFET and the gate terminal.
8. An insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit according to any one of 7 above.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6057998A (en) * 1996-12-25 2000-05-02 Hitachi, Ltd. Insulated gate type semiconductor apparatus with a control circuit
JP2001044291A (en) * 1999-07-26 2001-02-16 Denso Corp Protection device for semiconductor device
JP2002043868A (en) * 2000-07-28 2002-02-08 Nec Corp Semiconductor device
JP2002299569A (en) * 2001-03-29 2002-10-11 Sanyo Electric Co Ltd Protective circuit of switching mos transistor
JP2005347771A (en) * 1998-01-27 2005-12-15 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Mos semiconductor device
JP2014011233A (en) * 2012-06-28 2014-01-20 Alps Electric Co Ltd Protection circuit
JP2014523133A (en) * 2011-07-05 2014-09-08 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 Power MOSFET with integrated gate resistor and diode-connected MOSFET
US9438130B2 (en) 2014-01-29 2016-09-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Semiconductor device, switching system, and matrix converter
EP3293763A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-14 Semiconductor Manufacturing International Corporation (Beijing) Semiconductor device layout structure and manufacturing method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06244414A (en) * 1993-02-22 1994-09-02 Hitachi Ltd Protective circuit and semiconductor device containing the same
JPH06244413A (en) * 1993-02-22 1994-09-02 Hitachi Ltd Insulated gate semiconductor device
JPH0758293A (en) * 1993-08-18 1995-03-03 Hitachi Ltd Insulated-gate semiconductor device, and drive circuit device and electronic system using same
JPH07176733A (en) * 1993-09-14 1995-07-14 Internatl Rectifier Corp Semiconductor power device and breaking circuit therefor
JPH09135024A (en) * 1995-11-09 1997-05-20 Hitachi Ltd Insulated gate type semiconductor device incorporating control circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06244414A (en) * 1993-02-22 1994-09-02 Hitachi Ltd Protective circuit and semiconductor device containing the same
JPH06244413A (en) * 1993-02-22 1994-09-02 Hitachi Ltd Insulated gate semiconductor device
JPH0758293A (en) * 1993-08-18 1995-03-03 Hitachi Ltd Insulated-gate semiconductor device, and drive circuit device and electronic system using same
JPH07176733A (en) * 1993-09-14 1995-07-14 Internatl Rectifier Corp Semiconductor power device and breaking circuit therefor
JPH09135024A (en) * 1995-11-09 1997-05-20 Hitachi Ltd Insulated gate type semiconductor device incorporating control circuit

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6201677B1 (en) 1996-12-25 2001-03-13 Hitachi, Ltd. Insulated gate type semiconductor apparatus with a control circuit
US6057998A (en) * 1996-12-25 2000-05-02 Hitachi, Ltd. Insulated gate type semiconductor apparatus with a control circuit
US6385025B2 (en) 1996-12-25 2002-05-07 Hitachi, Ltd. Insulated gate type semiconductor apparatus with a control circuit
JP2005347771A (en) * 1998-01-27 2005-12-15 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Mos semiconductor device
JP2001044291A (en) * 1999-07-26 2001-02-16 Denso Corp Protection device for semiconductor device
JP2002043868A (en) * 2000-07-28 2002-02-08 Nec Corp Semiconductor device
JP2002299569A (en) * 2001-03-29 2002-10-11 Sanyo Electric Co Ltd Protective circuit of switching mos transistor
JP2014523133A (en) * 2011-07-05 2014-09-08 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 Power MOSFET with integrated gate resistor and diode-connected MOSFET
JP2014011233A (en) * 2012-06-28 2014-01-20 Alps Electric Co Ltd Protection circuit
US9438130B2 (en) 2014-01-29 2016-09-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Semiconductor device, switching system, and matrix converter
EP3293763A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-14 Semiconductor Manufacturing International Corporation (Beijing) Semiconductor device layout structure and manufacturing method thereof
US11063132B2 (en) 2016-09-06 2021-07-13 Semiconductor Manufacturing International (Beijing) Corporation Semiconductor device layout structure and manufacturing method thereof
US11658228B2 (en) 2016-09-06 2023-05-23 Semiconductor Manufacturing International (Beijing) Corporation Semiconductor device layout structure manufacturing method

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