JPS58222555A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPS58222555A
JPS58222555A JP10474882A JP10474882A JPS58222555A JP S58222555 A JPS58222555 A JP S58222555A JP 10474882 A JP10474882 A JP 10474882A JP 10474882 A JP10474882 A JP 10474882A JP S58222555 A JPS58222555 A JP S58222555A
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JP
Japan
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transistor
load
voltage
bipolar transistor
drain
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Pending
Application number
JP10474882A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruyoshi Mihara
輝儀 三原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58222555A publication Critical patent/JPS58222555A/en
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/18Modifications for indicating state of switch

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect disconnection of load before or during the operation thereof without causing deterioration of load by providing a bipolar transistor which turns ON or OFF depending on the state that the drain-source voltage of MOS transistor is in the level of normal operation of load or 0 volt level during disconnection of load. CONSTITUTION:An input voltage Vin to be supplied to the input terminal 14 rises to H from L when the specified switching operation is carried out for operation of load 11 and thereby a MOS transistor 10 becomes ON. In case a load 11 is normally operating, a drain-source voltage Vd drops to ON voltage Von from the power supply voltage Vdd. This ON voltage Von is resulting from ON resistance of MOS transistor 10. Therefore, a voltage difference between the reference voltage Vb to be applied to the base B of bipolar transistor 12 and ON voltage Von to be applied to the emitter E is lower than a threshold voltage Vbe and therefore a base current Ib does not flow. The bipolar transistor 12 becomes OFF and a monitor output Vm at the disconnected monitor terminal 13 becomes H level.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、MOS l−ランジスタをスイッチング素
子として用いた半導体装置に係り、特に外部に接続され
IC負荷の断線を検出覆る断線検出回路を前記スイッチ
ング素子と同一半導体!I盤内に内蔵した半導体装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor device using a MOS l-transistor as a switching element, and more particularly, to a semiconductor device using a MOS l-transistor as a switching element. This relates to a semiconductor device built into an I board.

近年、駆動回路を簡単かつ集積化し、該回路の電源型L
「を低電圧化しようとする要望から、バリーMO8t−
ランジスタ、中でもON抵抗が低くパワースイッチング
に適する縦型パワーMO3l〜ランジスタをスイッチに
応用づ゛る動きがある。
In recent years, the drive circuit has been simplified and integrated, and the power supply type L of the circuit has been simplified and integrated.
Barry MO8t-
There is a movement to apply transistors, especially vertical power MO31 transistors, which have low ON resistance and are suitable for power switching, to switches.

第1図は、通常の縦型パワーMO3t−ランジスタを使
用して負荷に流れる電流をスイッチングするスイッチ回
路を承り図、第2図および第3図はその動作タイムチャ
ー1−を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a switch circuit for switching a current flowing to a load using a normal vertical power MO3T transistor, and FIGS. 2 and 3 are diagrams showing its operation time chart 1.

第1図に示す如く、このスイッチ回路はソースSを接地
された縦型パワーM OS l−ランジスタ1のドレイ
ンDを負荷2に接続するとともに、そのグー1〜Gを制
御入力端子3に接続し、更にドレインD 13日らモニ
タ端子4を引出しで構成されている。
As shown in FIG. 1, this switch circuit connects the drain D of a vertical power MOS l-transistor 1 whose source S is grounded to a load 2, and connects its MOS transistors 1 to 1G to a control input terminal 3. In addition, the monitor terminal 4 is drawn out from the drain D13.

」ニ記のスイッチ回路において、入力端子3にパルス列
Vinを供給すれば、負?i!i 2が正常な場合には
、第2図に示す如く、そのモニタ出力Vmは入力パルス
列ViOが反転されlζものとなるのに対し、f4 ?
iii 2が断線している場合には、第3図に示J如く
、そのモニタ出力Vll+は常に′1〜″となり、これ
を監視することによって負荷2の断線を検出りることが
できる。
In the switch circuit described in ``2'', if the pulse train Vin is supplied to the input terminal 3, the negative ? i! When i2 is normal, as shown in FIG. 2, the monitor output Vm is an inverted version of the input pulse train ViO, whereas f4?
When iii 2 is disconnected, the monitor output Vll+ is always '1~'' as shown in FIG. 3, and by monitoring this, it is possible to detect a disconnection in the load 2.

しかしながら、このようなスイッチ回路にあっては、負
荷の断線検出のためにパルス列を入力しなりればならな
いため、複層1な発信回路が外イ」部品として必要とな
って、小型化に際して不利な条件となり、ま1c、負荷
にとってもON、OFFを繰り返すための劣化をもたら
す場合があった。
However, in such a switch circuit, a pulse train must be input to detect a load disconnection, so a multilayer oscillator circuit is required as an external component, which is disadvantageous when downsizing. Moreover, the repeated ON and OFF cycles may cause deterioration of the load.

この発明は上記の事情に着[1してなされたちので、そ
の目的と覆るところは、Muの劣化を16りことなく確
実に負荷の断線を検出する断線検出回路と、前記スイッ
チング素子として用いるバ1ノーMO8I−ランジスタ
とを一体に集積させた小型半導体装置を提供づ−ること
にある。
The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances [1], and its purpose is to provide a disconnection detection circuit that reliably detects disconnection of a load without causing deterioration of Mu, and a disconnection detection circuit for reliably detecting disconnection of a load without causing deterioration of Mu, and a busbar used as the switching element. It is an object of the present invention to provide a small-sized semiconductor device in which a 1NO MO8I transistor is integrated.

以下、この発明の半導体装置の一実施例を第4図以下の
図面を用いて詳細に説明りる。
Hereinafter, one embodiment of the semiconductor device of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4 and subsequent drawings.

第3図はこの発明の一実施例を示づ回路図であり、この
半導体素子100は、ソースSが接地され、かつドレイ
ンDに前消灯亡ヒータ等の負荷11を外部接続して、該
負荷11を流れる電流をスイッチングする縦型パワーM
OSトランジスタ10(以下単にMOS l−ランジス
タと記1)−と、コレクタCを断線モニタ出力端子13
に接続され、かつ■ミッタ[を前記MO8l−ランジス
タ10のドレインDに接続されたnpnバイポーラトラ
ンジスタ12ど、前記MO3t−ランジスタ10のゲー
トGから引出された入力端子14と前記バイポーラ1〜
ランジスタ12のコレクタCとの間に接続された抵抗1
5と、前記入力端子14とアース間に歯列に接続された
抵抗1Gおよび抵抗17によって、前記入力端子14に
供給される入力電圧\/inを分圧して後述する基準電
圧vbを形成し、この基準電圧\/1)を前記バイポー
ラトランジスタ12のベース已に11ξ給づる抵抗分圧
回路18とから構成されている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and this semiconductor element 100 has a source S grounded, and a drain D externally connected to a load 11 such as a pre-extinguishing heater. Vertical power M for switching the current flowing through 11
The OS transistor 10 (hereinafter simply referred to as MOS l-transistor 1) and the collector C are connected to the disconnection monitor output terminal 13.
an npn bipolar transistor 12 connected to the drain D of the MO8l-transistor 10, an input terminal 14 led out from the gate G of the MO3t-transistor 10, and
A resistor 1 connected between the collector C of the transistor 12
5, the input voltage \/in supplied to the input terminal 14 is divided by a resistor 1G and a resistor 17 connected in a tooth row between the input terminal 14 and the ground to form a reference voltage vb to be described later, It is comprised of a resistive voltage divider circuit 18 which supplies this reference voltage \/1) to the base of the bipolar transistor 12 by 11ξ.

イして、上記抵抗分圧回路1Bによって形成される基準
電圧vbは、上記バイポーラトランジスタ12のベース
・土ミッタ間のl) N接合順方向しきい値電圧Vl)
e(以下単にしきい値電圧と称す)より高く、かつこの
しきい値電圧V、beと前記MO81−ランジスタ10
のON時におりるドレイン・ソース間電圧Vd  (以
下ON電圧Vonど称す)との和よりも低い電圧に設定
されている。すなわち十記各電圧の符号を用いて基t1
1電[i’ V dの関係を式に表けば、 VIIO< Vl]  < VbO−+−Von−−−
−−−(1)となる。
Then, the reference voltage vb formed by the resistive voltage divider circuit 1B is the N junction forward threshold voltage Vl) between the base and earth mitter of the bipolar transistor 12.
e (hereinafter simply referred to as threshold voltage), and this threshold voltage V, be and the MO81-transistor 10
The voltage is set to be lower than the sum of the drain-source voltage Vd (hereinafter referred to as ON voltage Von) that occurs when the Von is turned on. In other words, using the sign of each voltage, the base t1
Expressing the relationship of 1 electric current [i' V d as a formula, VIIO < Vl] < VbO−+−Von−−−
---(1).

上記の如く構成された半導体装i?’? 100にお(
)る負荷断線検出の動作を以下に説明づる。
Semiconductor device i? configured as above? '? 100 (
) The operation of load disconnection detection is explained below.

傾向11の作動のため所定のスイッチ操作を行なうこと
によって、入力端子11!1に供給される入力電圧Vi
nが1″からII HIIに立上り、これによってMO
S l−ランジスタ10がONとなる。
By performing a predetermined switch operation to activate the trend 11, the input voltage Vi supplied to the input terminal 11!
n rises from 1'' to II HII, which causes MO
The S l-transistor 10 is turned on.

このとき、負荷11が正常に動作しCいる場合には、第
5図に示す如く、トレイン・ソース間電圧Vdは電源電
圧Vddから前記ON電圧VonまC降下する。このO
N電圧VOIIはMOS l−ランジスタ10のON抵
抗に起因している。
At this time, if the load 11 is operating normally, the train-source voltage Vd drops from the power supply voltage Vdd to the ON voltage Von, as shown in FIG. This O
The N voltage VOII is caused by the ON resistance of the MOS l-transistor 10.

このため、」二記バイポーラ1−ランジスク12のベー
スBに印加される基準電圧vbと1ミツタEに印加され
るON電圧vOnとの間の電位差(\/b−yon)は
、前記式(1)から明らかなように、しきい値電圧Vb
eよりも低いIこめベース電流11+が流れない。
Therefore, the potential difference (\/b-yon) between the reference voltage vb applied to the base B of the bipolar 1-disk 12 and the ON voltage vOn applied to the 1-mitter E is expressed by the equation (1) ), the threshold voltage Vb
The base current 11+, which is lower than e, does not flow.

従つ−C1このバイポーラトランジスタ12はOFF状
態となって、断線モニタ端子13にお1Jるモニタ出力
\/mは゛1ド°となる。
Therefore, -C1 This bipolar transistor 12 is turned off, and the monitor output \/m at the disconnection monitor terminal 13 becomes ``1 degree''.

次に、負荷11動作時以前に既に負荷11に断線事故が
生じていた場合には、第6図に実線で示リ如く、入力’
in汁Vinがit l−I IIど1.’r ツ’1
’上記MOS +−ランジスタ10がONして6、負荷
11の断線のためドレイン電流1dが流れず、トレイン
・ソース間電圧V dはGNDしへル(=0ボルト)に
落らる。
Next, if a disconnection accident has already occurred in the load 11 before the load 11 is operated, the input '
In juice Vin is it l-I II 1. 'r tsu'1
'When the MOS +- transistor 10 is turned on, the drain current 1d does not flow due to the disconnection of the load 11, and the train-source voltage Vd drops to GND (=0 volts).

このため、上記バイポーラトランジスタ12のベースB
とエミッタE間の電位差はvb −0V=vbど4「す
、式(1)に表される如く上記しきい値電圧Vl)Bよ
りも高くなる。
Therefore, the base B of the bipolar transistor 12
The potential difference between Vb-0V and emitter E is higher than the threshold voltage Vl)B, as expressed by equation (1).

従って、ベース電流1bが流れ、このバイポーラトラン
ジスタ12はONとなって断線モニタ端7’13にお(
)るモニタ出力Vmは゛[“′となる。
Therefore, the base current 1b flows, this bipolar transistor 12 is turned on, and the disconnection monitor terminal 7'13 (
), the monitor output Vm becomes ``[''''.

また、負荷11の動作中にこの負荷11に断線事故が生
じた場合には、第6図の破線で示づ如く、M OS h
ランジメタ10のドレイン・ソース間質ffVdはOボ
ルトに落ち、前記負荷’fh作前の断線発生時と同様に
して上記バイポーラ1〜ランジスタ12がONとなり、
モニタ出力Vmはl I−11となる。
In addition, if a disconnection accident occurs in the load 11 while the load 11 is in operation, as shown by the broken line in FIG.
The drain-source interstitial ffVd of the Ranjimetal 10 drops to O volts, and the bipolar transistor 1 to the transistor 12 are turned on in the same way as when the disconnection occurred before the load 'fh operation.
The monitor output Vm becomes lI-11.

につ−C1C1上記モ二タ電圧\/mの“+4”。Nitsu-C1C1 "+4" of the above monitor voltage \/m.

゛L′ルベルに基づいて口筒断線が検出でき、かつ負荷
動作中の断線事故ら確実に検出できることどなる。
It is possible to detect a pipe breakage based on the L' level, and also to reliably detect a breakage accident during load operation.

次に、第7図は縦型パワーMO8l−ランジスタの基本
的構造を示す断面図であり、同図に示す如く、この縦型
パワーMO8l〜ランジスタは、半導体基板20上の高
比抵抗のエピタキシトル層(N−)からなるドレイン領
域21表面に[)ウェル領域22とソース領域23を二
重拡散によって形成し、次いでSt 02膜24を介し
てグー1〜電極25が形成された後、絶縁層26おJ、
びアルミニウムの蒸着によりソース電極27が形成さ1
′1てなるものである。
Next, FIG. 7 is a cross-sectional view showing the basic structure of the vertical power MO8l-transistor. A well region 22 and a source region 23 are formed on the surface of a drain region 21 made of a (N−) layer by double diffusion, and then electrodes 1 to 25 are formed via an St 02 film 24, and then an insulating layer is formed. 26 OJ,
A source electrode 27 is formed by vapor deposition of aluminum and aluminum.
'1.

本発明の半導体装置は上記縦型パワーMO8I−ランジ
スタの製造工程において、第4図に承り構成の各回路素
子を縦型パワーM OS t−ランジスタと同−半導体
基板上へ集積形成したもので、これは、上記縦型パワー
M o s トランジスタと各回路素子との分離形成を
実現することによって集積可能としたものである。
In the semiconductor device of the present invention, each circuit element having the configuration shown in FIG. 4 is integrated and formed on the same semiconductor substrate as the vertical power MOS T-transistor in the manufacturing process of the vertical power MO8I-transistor. This enables integration by realizing separate formation of the vertical power M os transistor and each circuit element.

すなわち、第8図に示す如く、第4図における抵抗素子
15,16.17は5i02膜33を介して、縦型パワ
ーM″OSトランジスタのドレイン領域となるN−型層
31上へpoly−siによ−)て形成4ることにより
、他の回路素子から分離することができる。
That is, as shown in FIG. 8, the resistive elements 15, 16, and 17 in FIG. By forming the circuit element 4 using the above method, it is possible to separate it from other circuit elements.

また同図に示す如く、第4図のバイポーラトランジスタ
12は、このバイポーラトランジスタ12の土ミッタE
とMOS l−ランジスタ10のトレインDが直結して
いるので逆トランジスタ構造を取ることによって集積可
能とし−Cいる。
Further, as shown in the figure, the bipolar transistor 12 of FIG.
Since they are directly connected to the train D of the MOS l-transistor 10, integration is possible by adopting a reverse transistor structure.

4なわら、MOSトランジスタ10のドレイン領域と4
TるNミ型層31を■ミッタ領域とづるとともに、この
N一層31」二に1広故によってベース領域32とコレ
クタ領域35を順次形成覆れば逆トランジスタ構造のバ
イポーラトランジスタが形成できる。
4, the drain region of the MOS transistor 10 and 4
A bipolar transistor with a reverse transistor structure can be formed by sequentially forming and covering the base region 32 and the collector region 35 by referring to the N-type layer 31 as a transmitter region and sequentially forming and covering the N layer 31 and the collector region 35.

ここて′、N−型層31は上記バイポーラ1−ランジス
タ12の1ミツタEと]二重MO8t−ランジスタ10
のドレインDとを兼ねているため、特別な分離形成は不
敗となる。
Here, the N-type layer 31 is the one layer E of the bipolar transistor 12 and the double MO8t transistor 10.
Since it also serves as the drain D of , special separation formation is invincible.

よって、上記の如くバイポーラトランジスタ12を逆1
〜ランジスタ構造と覆ることによつ(、第4図に示1構
成の各回路素子をすべて同一半導体基板−Fに集積形成
覆ることができる。
Therefore, as described above, the bipolar transistor 12 is
By overlapping with the transistor structure, all the circuit elements of one configuration shown in FIG. 4 can be integrated and formed on the same semiconductor substrate -F.

また、第9Δ図、第9B図の工程図に示す如く、上記各
回路素子を形成する−[稈は、上記MOSトランジスタ
10の製造工程中に同前にtjなえるため、特別に作業
工程を設りる必要がなく、作業性を向上さけることがで
きる。
In addition, as shown in the process diagrams of FIGS. 9Δ and 9B, each of the circuit elements described above is formed. Since the culm is removed at the same time during the manufacturing process of the MOS transistor 10, a special work process is set up. This eliminates the need for additional work and improves work efficiency.

以下参考のため第9A図、第9B図の工程図に示されて
いる本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を簡単に
説明する。
Hereinafter, for reference, an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention shown in the process diagrams of FIGS. 9A and 9B will be briefly described.

まず、第9A図(a )に承り如<N−型W441士に
5i02膜42を気相成長によって成形した後、MOS
 l〜ランジスタ10およびバイポーラトランジスタ1
2を形成する部分のSr 02膜42をフ第1へ1ツヂ
ングにより除去し、上記M OS I〜ランジスタ10
のゲート酸化膜43を1000大稈度成長さける。
First, as shown in FIG. 9A (a), after forming the 5i02 film 42 on the N-type W441 film by vapor phase growth, the MOS
l ~ transistor 10 and bipolar transistor 1
The Sr 0 2 film 42 in the portion where the transistor 2 is to be formed is removed by dipping to the first transistor 10.
The gate oxide film 43 is grown to a thickness of 1000 degrees.

次に、第9Δ図(b)に示す如く、上記sh。Next, as shown in FIG. 9(b), the above sh.

2膜42およびグー1〜酸化膜43表面全域に電圧気相
成長装置等によってpoly−S i 44を約300
0人程度成長さulC後、P+をイオン注入により打ち
込む。このときのp−t−のドーズ邑は第4図に示覆抵
抗15.16.17の抵抗値に応じて設定される。
Approximately 300% of poly-S i 44 is applied to the entire surfaces of the 2 film 42 and the goo 1 to oxide films 43 using a voltage vapor deposition apparatus or the like.
After approximately 0 ulC is grown, P+ is implanted by ion implantation. The dose of pt- at this time is set according to the resistance values of the hidden resistors 15, 16, and 17 as shown in FIG.

次に、第9Δ図(C”)に示す如く、上記poly−8
i411のフォトエツチングによってゲート電極46 
、J3J、び抵抗47を形成し、レジメ1〜4 E)を
残したままP+をイオン注入する。
Next, as shown in Figure 9Δ(C''), the poly-8
Gate electrode 46 is formed by photoetching i411.
, J3J, and a resistor 47 are formed, and P+ ions are implanted while leaving Regimes 1 to 4 E).

次に、第9A図(d )に示IJ如く、上記レジスト4
5を除去した後、窒素中120℃程度で上記]〕十の拡
散を行ない、ベース領域718および1〕つ1ル領L@
49を形成する。
Next, as shown in FIG. 9A(d), the resist 4 is
After removing 5, the above 1) is diffused at about 120° C. in nitrogen to form the base region 718 and 1] 1 region L@
Form 49.

このどさのP→のドーズ量と拡散条件は主としUMO8
I−ランジスタ10のスレショルド電圧とグー1〜長に
よって設定される。
The dose amount and diffusion conditions of P→ in this case are mainly UMO8.
It is set by the threshold voltage of the I-transistor 10 and the length.

次に、第9A図(e)に示す如く、上記ベース領域4B
とPウェル領域49のコンタクト部分となるp−1−型
領域を形成りるIこめ、レジスト1!I5てマスキング
してP」−をイAjt主人した後、第9B図(f)に示
1如く、窒素中1000 ”C:]稈度で上記P+を浅
く拡散させて、p−1−型領Vi50,51を形成覆る
Next, as shown in FIG. 9A (e), the base region 4B
A resist 1! is used to form a p-1 type region which will become a contact portion of the P well region 49. After masking and controlling P'- as shown in Fig. 9B(f), the above P+ is diffused shallowly in nitrogen at 1000'C:] to create a p-1-type region. Form and cover Vi50,51.

次に、第9B図(g)に示J如く、ソース領域52とコ
レクタ領域53おにび抵抗47のコンタク1−領域54
を残してレジス]〜45で7スキングしてN+をイオン
注入する。
Next, as shown in FIG. 9B (g), the source region 52, the collector region 53 and the contact region 54 of the resistor 47 are connected.
7 skins with a resist value of ~45, and N+ ions are implanted.

次に、第9B図(h )に示す如く、窒素中1000℃
程度で上記N+の拡散を行ない、1:記名コンタクト領
域52,53.54にN十領域を形成する。
Next, as shown in Figure 9B (h), the
1: N+ regions are formed in the registered contact regions 52, 53, and 54.

このどき、上記N+の拡散は、最初窒素中C・注入層の
アニールを行ない、かつ最後に軽く酸素を導入して、1
−記グート電極46および抵抗47の表面に薄い酸化膜
55を形成する。
At this time, the above N+ diffusion is carried out by first annealing the C injection layer in nitrogen, and finally introducing oxygen lightly.
- forming a thin oxide film 55 on the surfaces of the groove electrode 46 and the resistor 47;

この酸化膜55は、次の工程におりるPSG(リンガラ
ス)の熱処理の際にPGS中の]〕が上記抵抗47およ
びゲート電1ii46中に侵入するのを防ぐためのもの
である。
This oxide film 55 is for preventing the [ ] in the PSG from entering into the resistor 47 and the gate electrode 1ii46 during the heat treatment of the PSG (phosphorus glass) in the next step.

次に、第9B図(+)に示り如く、P S G 56を
気相成長させ、熱処I!l!(例えば1050’C)を
施した後、フォトエツチングによって各コンタクト領域
となる部分のPSG56および上記酸化膜55を除去す
る。
Next, as shown in FIG. 9B (+), PSG 56 was grown in a vapor phase and heat treated I! l! After etching (for example, 1050'C), the PSG 56 and the oxide film 55 in the portions that will become each contact region are removed by photoetching.

次に、第9B図(j )に示す如く、フォトエツチング
ににるアルミニウムの蒸着によって配線パターン557
を形成づる。
Next, as shown in FIG. 9B (j), a wiring pattern 557 is formed by vapor deposition of aluminum using photoetching.
form.

そして、図示しないが上記第9B図(j )の工程の次
に、シンター(例えば450℃の水素中にお【)る)吏
ると、本発明に係る半導体素子が得られる。
Although not shown, the semiconductor device according to the present invention is obtained by sintering (for example, immersion in hydrogen at 450° C.) following the step shown in FIG. 9B (j).

以上説明したように、本発明の半導体装置にあっては、
MOSトランジスタのドレイン・ソース間電圧が負荷の
正常動作時の1 L 11レベルi−”あるか、負荷断
線時の0ポル1ヘレベルであるかによってON・OF 
F するバイポーラトランジスタを設けたことによって
、負荷動作前の負荷断線は勿論のこと、負荷動作中の負
荷断線をも該負荷の劣化も招くことなく正確に検出りる
ことができる。
As explained above, in the semiconductor device of the present invention,
ON/OF depends on whether the drain-source voltage of the MOS transistor is at the 1L11 level i-" when the load is operating normally, or at the 0pol1 level when the load is disconnected.
By providing a bipolar transistor that performs F, it is possible to accurately detect not only load disconnection before load operation, but also load disconnection during load operation without causing deterioration of the load.

また、上記バイポーラ1〜ランジスタを逆構造とり゛る
ことによって、上記縦型パワーMO3IPランジスタと
同一半導体基板上に特別な工程を(d加づることなく集
積形成りることができ、大量生Rに役立ち、また生産コ
ストも安価になるという利点を有する。
In addition, by adopting the reverse structure of the bipolar transistors 1 to 1 to transistors, it is possible to integrate them on the same semiconductor substrate as the vertical power MO3IP transistors without adding any special process, and it is possible to produce a large amount of R. It has the advantage of being useful and having low production costs.

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

第1図はパワーMO8)−ランジスタを用いたスイッチ
回路を示す回路図、第2図および第3図は第1図のスイ
ップーング回路におtノる角佃断線検出動作を説明する
タイムチャート、第4図は本発明の半導体装置の電気的
構成を示す回路刹、第5図はその豹荷正常動作時におけ
る動作を承りタイムチ11−ト、第6図はその負荷断線
時にお番ノる動作を示すタイムヂャ−1〜、第7図は縦
型パワーMOS +−ランジスタの基本構造を示す断面
図、第8図は本発明の半導体装置の構造を示す断面図、
第9図(Δ)および(B)は、同半導体装置の製造方法
の一例を示す工稈図である。 10・・・・・・縦型パワーM OS hランラスタ1
2・・・・・・バイポーラ1−ランジスタ15、  1
6.  17  ・・・ ・・・1氏抗18・・・・・
・抵抗分圧回路 Vd・・・・・・ドレイン・ソース間電圧V11・・・
・・・基準電圧 ym・・・・・・モニタ出力電圧 30・・・・・・半導体基板 31・・・・・・ドレイン領域、エミ・ツタ領域32・
・・・・・ベース領域 35・・・・・・コンタクト領域 特許出願人 第1図 第2図     第3図 第4図 ++ 第5図      第6vB *8oN Vin−\ □」−m−「−一−1 m 第7図 11 第8図 第9図 (Aン 手続補正内 昭和57年7月22日 特許庁長官 若杉 和犬  殿 1、事イ′1の表示  特願昭57−104748号2
、発明の名称 半導体装置 3、補正をづる習 事イ′1との関係  1″!i N’l出願人(1所 
 神奈川県横浜市神奈用区宝町2番地名 称  (39
9)口産自動市株式会社代表者 石 1京  俊 4、代理人〒101 11  所  東宗都千代叫ス内神田1丁目15番16
号(1)特許請求の範囲を別紙の如く訂正する。 (2)明細書第2頁第10行目に1基盤」とあるのを、
「基板」と訂正づる。 (3)明細書第2頁第10行目に[前消灯1とあるのを
、「前照灯」と訂正する。 (4〉明11I書第8頁第6行目〜同頁第11行目に、
[この縦型パワーMO8l−ランジスタは、・・・・・
・グー1−電極25が形成されIS後、」とあるのを、
「この縦型パワーMO8I−ランジスタは5i02膜2
4を介してグー1へ電極25が形成された後、半導体基
板20上の高比抵抗の−1−ピタキシトルー(N+)か
らなるトレイン領域21表面にPつIル領域22とソー
ス領域23を二重拡散によって形成し、1と訂正する。 (5)明細書第9頁第4行目にrN−Jとあるのを、「
N−」と訂正づ−る。 (6)明細書第9頁第4行目に「poly−siJとあ
るのを、rpoly−siJと訂正づる。 (7)明細書第9頁第13行、14行、及び18行目に
「N−」とあるのを、IN−Jと訂正づる。 (8) 明ml第10Bj第14行目ニ’rN−J ト
するのを、「N−」と訂正する。 (9)明細書第10頁第15行目に「気相成長」とある
のを、「熱酸化」と訂正する。 (10)明Ill古第11頁第2行目に「電圧jとある
のを、「減圧」と訂正づる。 (11)明細書第12頁第1行、第5行目に「P−1」
とあるのを、II)+(リン〉」と訂正づる。 (12)明細書第10頁第15行、第14行及び第16
行目に、「P(」とあるのを、「B+ (ボロン)」と
訂正りる。 (13)明細書第11頁第13行目に「120℃」とあ
るのを、I’1200℃」と訂正覆る。 (14)明細書第12頁第1行目に「P+型」とあるの
を、「1つ生型」と訂正づる。 (15)明細書第12頁第2行目に「P+」とあるのを
、「B+ (ボロン)」と訂正する。 (16)明細書第12頁第4行目に「Pト」とあるのを
、1B+ (ボロ二))」ど訂’iF’Jる。 (17)明細書第12頁第4行目にr P +型」とあ
るのを、[P十型Jと訂正覆る。 (18)明細書第12頁第9行[1にr N 、i−J
とあるのを、「P+ (リン)」と訂正づる。 (19)明細書第12頁第11行目に「N十」とあるの
を、「P(リン)」と訂正づる。 (20)明細書第9頁第4荷断線 あるのを、「N生型」ど訂正リ−る。 (21)明細書第12頁第14行「1に1Nト」とある
のを、I’P(リン)1と訂正りる。 (22)図番「第9図(△)」を、添付図面に示J如く
、「第9A図」と訂正づる。 (23)図番「第9図(B)」を、添イNJ図面に示す
如く、[第98図Jと訂正づる。 (24)第9図(’B)((1>中に記された[N−1
を、添付図面に示ず如く、「P+」と訂正づる。 (25)明細内筒14頁第181)へ・第19行目に[
第9図(A>および(B)は、]とあるのを、「第9A
図および第9B図は、」と訂正プる。 2、特6′[請求の範囲 (1)外部の負荷に接続され該負荷を流れる電流をスイ
ッチングづるMOS )−ランジスタと、」レクタを断
線しニタ出力端子に接続され、かつ1ミツタを前記MO
8t−ランジスタの負荷側接M ii了に接続されたバ
イポーラトランジスタと、該バイポーラ1〜ランジスタ
のベース・エミッタ間のf)N接合順方向しきい値電圧
J:り高く、かつ該PN接合順方向しきい値電圧と前記
MO8I−ランジスタのON時のドレイン電位との和よ
りも低い電位を基準電位どして前記パイボー′71〜ラ
ンジスタのベースへ供給づる基準電位発生回路と、前記
〜10S[−ランジスタのゲートから引き出された入力
端子ど前記バ、イボーラ[・ランジスタのコレクタとの
間に接続された抵抗とを備えな−ことを特徴とする半導
体装置。 どづる11訂請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 (3)前記基Ill電イi’/ざで勺回路(,4,1)
11記人力喘子とシ′−ス間に1g続され、前記六り端
−rt=供船される人力型1iから前記見卑電117 
(!形1戊りる抵抗弁L「回路(あることを特徴とづる
1jr ri’l晶求の範囲第1 JfiiC載のぐ1
′)9体肢[醒。
Fig. 1 is a circuit diagram showing a switching circuit using a power MO8)-transistor, Figs. 2 and 3 are time charts illustrating the disconnection detection operation of the switching circuit in Fig. 1, and Figs. Fig. 4 shows a circuit diagram showing the electrical configuration of the semiconductor device of the present invention, Fig. 5 shows a time chart for its operation during normal operation, and Fig. 6 shows its alarm operation when the load is disconnected. 7 is a sectional view showing the basic structure of a vertical power MOS +- transistor, FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the semiconductor device of the present invention,
FIGS. 9(Δ) and 9(B) are process diagrams showing an example of a method for manufacturing the semiconductor device. 10... Vertical power M OS h run raster 1
2... Bipolar 1 - transistor 15, 1
6. 17... 1 person against 18...
・Resistance voltage divider circuit Vd...Drain-source voltage V11...
...Reference voltage ym...Monitor output voltage 30...Semiconductor substrate 31...Drain region, emitter/vine region 32...
...Base region 35...Contact region Patent applicant Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 ++ Figure 5 -1 m Fig. 7 11 Fig. 8 Fig. 9 (Amendment of A procedure, July 22, 1980, Commissioner of the Japan Patent Office Mr. Wainu Wakasugi, 1, Indication of matter A'1, Patent Application No. 104748, 1987, 2)
, Name of the invention Semiconductor device 3, Relationship with the exercise for making amendments A'1 1''!i N'l Applicant (1 place)
2 Takaracho, Kanayō Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture Name (39)
9) Kuchisan Jidoichi Co., Ltd. Representative: Shun Ishi, 4, Agent: 101-11 Address: 1-15-16 Uchikanda, Toshutochiyokorisu
Item (1) The scope of claims is amended as shown in the attached sheet. (2) The statement "1 base" on page 2, line 10 of the specification,
Corrected as "board". (3) On page 2, line 10 of the specification, [Front lights off 1 is corrected to read "headlights."(4> Mei 11I, page 8, line 6 to page 11, line 11)
[This vertical power MO8l transistor is...
・Goo 1 - After electrode 25 is formed and IS,"
``This vertical power MO8I-transistor has 5i02 film 2
After the electrode 25 is formed on the goo 1 through the electrode 4, a P region 22 and a source region 23 are formed on the surface of the train region 21 made of -1-pitaxytrue (N+) with high specific resistance on the semiconductor substrate 20. It is formed by heavy diffusion and corrected to 1. (5) Change rN-J on page 9, line 4 of the specification to “
"N-" he corrected. (6) On page 9, line 4 of the specification, “poly-siJ” has been corrected to rpoly-siJ. (7) On page 9, line 13, 14, and 18 of the specification, “ "N-" was corrected to IN-J. (8) Clear ml No. 10Bj Line 14 Ni'rN-J is corrected to "N-". (9) On page 10, line 15 of the specification, "vapor phase growth" is corrected to "thermal oxidation." (10) In the 2nd line of page 11 of the Meiji Illustrated Edition, the phrase ``voltage j'' has been corrected to ``reduced pressure.'' (11) "P-1" in the first and fifth lines of page 12 of the specification
(12) Page 10 of the specification, lines 15, 14, and 16.
In the 1st line, "P(" is corrected to "B+ (Boron)". (13) In the 11th page, 13th line of the specification, "120°C" is changed to I'1200°C. (14) The phrase "P+ type" in the first line of page 12 of the specification has been corrected to read "one type". (15) The statement in the second line of page 12 of the specification has been corrected. "P+" should be corrected to "B+ (Boron)". (16) "P+" should be corrected to "1B+ (Boron)" on the fourth line of page 12 of the specification. iF'Jru. (17) On page 12, line 4 of the specification, the phrase "r P + type" is corrected and reversed to "P type J". (18) Specification, page 12, line 9 [r N, i-J in 1
I corrected it to "P+ (phosphorus)". (19) "N0" on page 12, line 11 of the specification has been corrected to "P (phosphorus)." (20) Correct the 4th broken wire on page 9 of the specification as "N raw type". (21) In the specification, page 12, line 14, "1 to 1N to" is corrected to I'P (lin) 1. (22) The figure number “Figure 9 (△)” has been corrected to “Figure 9A” as shown in the attached drawing. (23) The figure number ``Figure 9 (B)'' has been corrected to ``Figure 98 J,'' as shown in the attached NJ drawing. (24) Figure 9 ('B) ([N-1 written in (1>)
is corrected to "P+" as shown in the attached drawings. (25) To page 14, No. 181) of the details, line 19 [
Figure 9 (A> and (B)
Figures 9B and 9B are corrected as ". 2. Special feature 6' [Claim (1) A MOS transistor which is connected to an external load and switches the current flowing through the load]
f) N junction forward threshold voltage J: between the bipolar transistor connected to the load side connection M of the 8t transistor and the base-emitter of the bipolar transistor 1 to the transistor; a reference potential generating circuit which converts a potential lower than the sum of the threshold voltage and the drain potential of the MO8I transistor when it is ON into a reference potential and supplies it to the bases of the pibo'71 transistors; 1. A semiconductor device comprising: an input terminal led out from the gate of the transistor; and a resistor connected between the input terminal and the collector of the transistor. A semiconductor device according to claim 1 of the Dozuru 11th edition. (3) The above-mentioned base Ill electric i'/zadezaki circuit (,4,1)
11. 1g is connected between the human-powered pane and the seat, and the hexagonal end - rt = the above-mentioned power supply 117 from the human-powered type 1i to be delivered.
(! Type 1 Hollow Resistance Valve L "Circuit (Characterized by 1 Jr ri'l Crystal Search Range 1 JfiiC Nog 1
') 9 limbs [awakening.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)外部の負荷に接続され該負荷を流れる電流をスイ
ッチングするMOS t−ランジスタと、コレクタを断
線モニタ出力端子に接続され、かつエミッタを前記MO
8l−ランジスタの負荷側接続端子に接続されたバイポ
ーラトランジスタと、該バイポーラトランジスタのベー
ス・エミッタ間のPN接合順方向しきいfffl 電[
Eより高く、かつ該1) N接合順方向しきい値電圧と
前記MO8l−ランジスタのON時のドレイン電位どの
和よりも低い電位を基準電位として前記バイポーラトラ
ンジスタのベースへ供給する基準電位発生回路と、前記
MOSトランジスタのゲートから引出された入力端子と
前記バイポーラトランジスタのコレクタとの間に接続さ
れた抵抗とを備え、」−記バイボーラトランジスタは縦
型逆1−ランジスタ構造を有することを特徴とする半導
体装置。
(1) A MOS t-transistor connected to an external load to switch the current flowing through the load, a collector connected to the disconnection monitor output terminal, and an emitter connected to the MO
8l- A bipolar transistor connected to the load side connection terminal of the transistor and the PN junction forward threshold voltage fffl between the base and emitter of the bipolar transistor.
a reference potential generation circuit that supplies the base of the bipolar transistor with a potential higher than E and lower than the sum of 1) the N-junction forward threshold voltage and the drain potential of the MO8l transistor when it is turned on as a reference potential; , a resistor connected between an input terminal led out from the gate of the MOS transistor and a collector of the bipolar transistor, and the bipolar transistor has a vertical inverted 1-transistor structure. semiconductor devices.
(2)前記基準電位発生回路は、前記入力端子とアース
間に接続され、前記入力端子に供給される入力電圧から
前記基準電位を形成する抵抗分圧回路であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
(2) The reference potential generation circuit is a resistive voltage divider circuit connected between the input terminal and ground and forming the reference potential from the input voltage supplied to the input terminal. A semiconductor device according to scope 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2564264A1 (en) * 1984-05-11 1985-11-15 Radiotechnique Compelec STATIC RELAY FOR CONTINUOUS CURRENT
JPS6467972A (en) * 1987-09-09 1989-03-14 Nissan Motor Power mosfet
GB2440974A (en) * 2006-08-04 2008-02-20 Zetex Semiconductors Plc Indicating when a power supply switch is conductive

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