JPS60219768A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS60219768A JPS60219768A JP59077027A JP7702784A JPS60219768A JP S60219768 A JPS60219768 A JP S60219768A JP 59077027 A JP59077027 A JP 59077027A JP 7702784 A JP7702784 A JP 7702784A JP S60219768 A JPS60219768 A JP S60219768A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 1
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
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- Bipolar Transistors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、二次破壊耐量を向上させた半導体装置に関
するものである。
するものである。
一般的に、自動車や二輪車等の電子式点火装置（イグナ
イタ）Ｋ使用されるパワートランジスタは、その二次破
壊耐量（Ｆｉ、、、）を増加させるために、あるいはサ
ージ電圧からトランジスタを保繰するために、コレクタ
・ベース間にクリップタイオードを接続する方法がよく
知られている。
イタ）Ｋ使用されるパワートランジスタは、その二次破
壊耐量（Ｆｉ、、、）を増加させるために、あるいはサ
ージ電圧からトランジスタを保繰するために、コレクタ
・ベース間にクリップタイオードを接続する方法がよく
知られている。
第１図に７バラ／シエダイオードをモノリシックに内蔵
したターリントンパワートランジスタの等価回路を示す
。この図において、Ｑ、は前段（ドライブ）用のトラン
ジスタ、Ｑ、は後段（出力）用のトランジスタである。
したターリントンパワートランジスタの等価回路を示す
。この図において、Ｑ、は前段（ドライブ）用のトラン
ジスタ、Ｑ、は後段（出力）用のトランジスタである。
Ｄは逆接続時のトランジスタ０２ Ｋかかるエネルギー
を逃す目的のダイオードであり、Ｒ１，Ｒ１はエミツタ
・ベース間にリーク電流を安定して流す目的で接続され
ている抵抗器である。Ｄ、は二次破壊耐量（Ｂｓ／ｂ
）を増加させる目的で内蔵されたクリップ用の７パラ／
ジエダイオードである。この７バランジエダイオードＤ
Ａはトランジスタ自体の有するフレフタ・エミツタサス
テイニング電圧Ｖｃｘ（ａ□）より低い値で、フレーク
ダクンするように設計される。なお、符号４〜７につい
ては後に説明する。
を逃す目的のダイオードであり、Ｒ１，Ｒ１はエミツタ
・ベース間にリーク電流を安定して流す目的で接続され
ている抵抗器である。Ｄ、は二次破壊耐量（Ｂｓ／ｂ
）を増加させる目的で内蔵されたクリップ用の７パラ／
ジエダイオードである。この７バランジエダイオードＤ
Ａはトランジスタ自体の有するフレフタ・エミツタサス
テイニング電圧Ｖｃｘ（ａ□）より低い値で、フレーク
ダクンするように設計される。なお、符号４〜７につい
ては後に説明する。
次に、７バランシエダイオードＤ、の作用について説明
する。
する。
ツルトランジスタイブナイタ回路（おいて、パワートラ
ンジスタは印加電圧ＶＣＣで、しゃ断した状態から、ペ
ースにλ力信号が入るとオン状態となり、フレフタ電流
は増加する。次いで、ベース電流を切ると、イグニッシ
ョンフィルの一次側に＃積したエネルギーにより高いキ
ックバック電圧がトランジスタＱ＋ 、Ｃｈ Ｋ印加さ
れる。この時の動作点は、７バランシエタイオードＤ、
なしの場合、トランジスタのフレフタ・エミツタサステ
イニング電圧Ｖｅｘ（ｓ□）値をとり安全動作領域をは
み出しヤ丁い。７バランンエダイオードＤ、を有する場
合、キックパック電圧は７バランシエダイオード０１の
ブレークダウン電圧ｖＡによりクリップされるため動作
点は相対的に低くなり、７バラン壊耐量（Ｂｓ／ｂ）を
増加させることができる。
ンジスタは印加電圧ＶＣＣで、しゃ断した状態から、ペ
ースにλ力信号が入るとオン状態となり、フレフタ電流
は増加する。次いで、ベース電流を切ると、イグニッシ
ョンフィルの一次側に＃積したエネルギーにより高いキ
ックバック電圧がトランジスタＱ＋ 、Ｃｈ Ｋ印加さ
れる。この時の動作点は、７バランシエタイオードＤ、
なしの場合、トランジスタのフレフタ・エミツタサステ
イニング電圧Ｖｅｘ（ｓ□）値をとり安全動作領域をは
み出しヤ丁い。７バランンエダイオードＤ、を有する場
合、キックパック電圧は７バランシエダイオード０１の
ブレークダウン電圧ｖＡによりクリップされるため動作
点は相対的に低くなり、７バラン壊耐量（Ｂｓ／ｂ）を
増加させることができる。
以上のような効果を有する７バランシエダイオードＤＡ
をモノリシックに内蔵させたダーリントンパワートラン
ジスタの従来のダイスの構造を第２図に示す。
をモノリシックに内蔵させたダーリントンパワートラン
ジスタの従来のダイスの構造を第２図に示す。
この図において、１はＮ コレクタ領域、２はＮ〜コレ
クタ領域、３は前記７バランシエダイオードＤＡを形成
するためにトランジスタＱ、のベース直下に形成された
Ｎ領域、４は前記トランジスタＱ９Ｑｈに共通のＰベー
ス領域、５は前記トランジスタＱ１のＮ エミッタ領域
、６は前記トランジスタＱ。
クタ領域、３は前記７バランシエダイオードＤＡを形成
するためにトランジスタＱ、のベース直下に形成された
Ｎ領域、４は前記トランジスタＱ９Ｑｈに共通のＰベー
ス領域、５は前記トランジスタＱ１のＮ エミッタ領域
、６は前記トランジスタＱ。
のＮ＋エミッタ領域、７は紡記トランジスタＱ＋のペー
ス電極、８は前記トランジスタＱＩのＮ 工（ツタ領域
５とトランジスタＱ、のペース領域とをつなぐ内部配線
、９はエミッタ電槽、１０はコレクタ電極である。また
、１１は各接合の表面を保繰するバンシベーション膜で
ある。
ス電極、８は前記トランジスタＱＩのＮ 工（ツタ領域
５とトランジスタＱ、のペース領域とをつなぐ内部配線
、９はエミッタ電槽、１０はコレクタ電極である。また
、１１は各接合の表面を保繰するバンシベーション膜で
ある。
上記各々の領域におい【、その実例を示すと、Ｐベース
領域４の表面濃度Ｎｌ：２Ｘ１０” ａｔｏｍｓ／ｃｍ
”。
領域４の表面濃度Ｎｌ：２Ｘ１０” ａｔｏｍｓ／ｃｍ
”。
深さｘｊ：２０μｍ、Ｎ領域３はＰベース領域４の形成
前に拡散により形成され、Ｐベース領域４直下の濃度が
Ｊ Ｘ １０ ” ａｔｏｍｓ／Ｃ１Ｎ”、Ｎ−コレク
タ領域２の濃度１．２ Ｘ Ｉ Ｏ” ａｔｏｍｓ／Ｃ
１ｉ”と等価になるまでの距離は１０μｍである。Ｐベ
ース領域４の直下からＮコレクタ領域１までの距離は６
０μｍである。このような冥利においては、７バランシ
エダイオードＤ。
前に拡散により形成され、Ｐベース領域４直下の濃度が
Ｊ Ｘ １０ ” ａｔｏｍｓ／Ｃ１Ｎ”、Ｎ−コレク
タ領域２の濃度１．２ Ｘ Ｉ Ｏ” ａｔｏｍｓ／Ｃ
１ｉ”と等価になるまでの距離は１０μｍである。Ｐベ
ース領域４の直下からＮコレクタ領域１までの距離は６
０μｍである。このような冥利においては、７バランシ
エダイオードＤ。
のブレークダウン電圧Ｖ、は、Ｐベース領域４直下のＮ
領域３の濃度により定まる。
領域３の濃度により定まる。
上記従来の構成においては、下記に示す欠点がある。第
３図の曲線Ｉは第２図に示す７バランシエタイオードＯ
Ａを内蔵したトランジスタのＶ＾（クリップ電圧）−Ｔ
、（周囲温度）特性を示す・第３図に示すとおりクリン
プ電圧ｖＡは正の温度依存性が極めて大きい。クリップ
電圧ｖＡの許容できる範囲は、下限はイグニッションフ
ィルの二次側出力電圧との関係、上限は二次破壊耐量（
Ｂ＊７ｂ）との関係により決定される。また、この関係
はイグナイタに課せられる全温度範囲（−３０℃〜１３
０℃）において保証する必要があるため、常温における
クリップ電圧ｖＡの範囲を棲めて狭く絞る必要がある。
３図の曲線Ｉは第２図に示す７バランシエタイオードＯ
Ａを内蔵したトランジスタのＶ＾（クリップ電圧）−Ｔ
、（周囲温度）特性を示す・第３図に示すとおりクリン
プ電圧ｖＡは正の温度依存性が極めて大きい。クリップ
電圧ｖＡの許容できる範囲は、下限はイグニッションフ
ィルの二次側出力電圧との関係、上限は二次破壊耐量（
Ｂ＊７ｂ）との関係により決定される。また、この関係
はイグナイタに課せられる全温度範囲（−３０℃〜１３
０℃）において保証する必要があるため、常温における
クリップ電圧ｖＡの範囲を棲めて狭く絞る必要がある。
また、実際的に運用する場合、低温特性、高温特性と、
常温特性との相関にて７バランシエダイオード電圧ｖ、
ｔｔ選別することになるため、そのばらつきにより実使
用上問題になる場合が起り得る。
常温特性との相関にて７バランシエダイオード電圧ｖ、
ｔｔ選別することになるため、そのばらつきにより実使
用上問題になる場合が起り得る。
この発明は、上記の点にかんがみなされたもので、７バ
ランシエダイオード内蔵形トランジスタの上記欠点（ク
リップ電圧Ｖ、の温度依存性）を除去するためＫなされ
たものである。以下、この発明について説明する。
ランシエダイオード内蔵形トランジスタの上記欠点（ク
リップ電圧Ｖ、の温度依存性）を除去するためＫなされ
たものである。以下、この発明について説明する。
第４図はこの発明の一笑施列を示す図である。
この図で、＠２図と同一記号は同一部分を示すが、ベー
ス劃１は直下のＮ＋領域１２およびＰベース領域４０表
面の一部１３で、オーミンク接続を有している。第４図
の等価回路を＃！５図に示す。
ス劃１は直下のＮ＋領域１２およびＰベース領域４０表
面の一部１３で、オーミンク接続を有している。第４図
の等価回路を＃！５図に示す。
第５図に示す通り第１図で示される７バランシエダイオ
ードＤ、は、トランジスタＱ３におけるＣ−８間特性に
置き替えられている。ここで抵抗体Ｒ５の設定はＣ−Ｅ
間のブレークダウン特性に大きく影響を与える。抵抗体
Ｒ１の温度特性に正の温度係数をもたせること忙より、
温度上昇にともないＣ−Ｅ間のブレークダウン値を低下
せしめることができる。一方、トランジスタＱ、のＣ−
Ｂ接合間の耐圧は第３図の曲線Ｉのように周囲温度Ｔ。
ードＤ、は、トランジスタＱ３におけるＣ−８間特性に
置き替えられている。ここで抵抗体Ｒ５の設定はＣ−Ｅ
間のブレークダウン特性に大きく影響を与える。抵抗体
Ｒ１の温度特性に正の温度係数をもたせること忙より、
温度上昇にともないＣ−Ｅ間のブレークダウン値を低下
せしめることができる。一方、トランジスタＱ、のＣ−
Ｂ接合間の耐圧は第３図の曲線Ｉのように周囲温度Ｔ。
とともに増加するため、抵抗体Ｒ８の抵抗値の選択を最
適にすることにより温度変化の極めて小さいクリップ電
圧を有するモノリシックのパワートランジスタを得るこ
とができる。
適にすることにより温度変化の極めて小さいクリップ電
圧を有するモノリシックのパワートランジスタを得るこ
とができる。
一般にベース・エミッタ間にＲ１なる抵抗が入った場合
のコレクタ・エミッタ間７バランシエ電圧は ｖ、： ７バランツエ電圧（ベース・コレクタ間２α。
のコレクタ・エミッタ間７バランシエ電圧は ｖ、： ７バランツエ電圧（ベース・コレクタ間２α。
。：低電圧における電流増幅率
α□：逆電流増幅率
ａ、： Ｋ（Ｔ／Ｑ ） Ｉｍｏ （Ｉｍｏ ’エミッ
タしゃ断電Ｋ）Ｋ、：定数２．５Ｘ１０−６ ｎ：４ 第６図に第（１）式の正規化曲線を示す。
タしゃ断電Ｋ）Ｋ、：定数２．５Ｘ１０−６ ｎ：４ 第６図に第（１）式の正規化曲線を示す。
一方、７バランシエ電圧Ｖ、の温度変化は、−笑施例に
おいてはｏ、ｓＶ／”Ｃ程度であるので、抵抗几、を下
記の通り設定することにより温度変化を少なくすること
が可能である。
おいてはｏ、ｓＶ／”Ｃ程度であるので、抵抗几、を下
記の通り設定することにより温度変化を少なくすること
が可能である。
例、ｖ、の標準値４３０Ｖ１２５℃）
２５℃ Ｖｗ （１％ ＝ Ｉ ＫΩ）＝４３０ＶＸ０
．７８＝３３５Ｖ１２５℃ ＶＭ （Ｒ１＝２ＫＪＬり
：４８０ ＶＸｏ、７１ ＝３４１ Ｖ−２５℃ ＶＭ
（Ｒ１＝ ０．５ ＫＡυ＝ ４０５ Ｖ Ｘ Ｏ，
８２＝ ３３２ Ｖ上記実施例によりｏ、ｓｖ／”ｃの
温度は、はぼ０．０６Ｖ／”Ｃへ改良することができる
。また、１％／℃の温度係数をもつ几、（Ｅ−Ｂ間抵抗
）はＳｉの体抵抗を使用することにより容易に冥現可能
である。
．７８＝３３５Ｖ１２５℃ ＶＭ （Ｒ１＝２ＫＪＬり
：４８０ ＶＸｏ、７１ ＝３４１ Ｖ−２５℃ ＶＭ
（Ｒ１＝ ０．５ ＫＡυ＝ ４０５ Ｖ Ｘ Ｏ，
８２＝ ３３２ Ｖ上記実施例によりｏ、ｓｖ／”ｃの
温度は、はぼ０．０６Ｖ／”Ｃへ改良することができる
。また、１％／℃の温度係数をもつ几、（Ｅ−Ｂ間抵抗
）はＳｉの体抵抗を使用することにより容易に冥現可能
である。
第３図の曲線■はこの発明により改良されたクリップ電
圧Ｖ□の温度特性である。
圧Ｖ□の温度特性である。
以上詳細に説明したように、この発明はベース１１極直
下のベース領域にエミッタ領域と同−導電形の領域を形
成し、ベース電極の一端を電気的に接続せしめベース１
１極直下の領域とベース領域とで形成される接合に並列
に抵抗体を内蔵させる構成としたので、クリップ電圧の
温度変化を槽めて小さくすることができる利点がある。
下のベース領域にエミッタ領域と同−導電形の領域を形
成し、ベース電極の一端を電気的に接続せしめベース１
１極直下の領域とベース領域とで形成される接合に並列
に抵抗体を内蔵させる構成としたので、クリップ電圧の
温度変化を槽めて小さくすることができる利点がある。
第１図はクリップダイオード内蔵形ターリントンパワー
トランジスタの等価回路図、第２図は従来の半導体装置
の構造を示す断面図、第３図はクリップ電圧の温度依存
性を示す図、第４図はこの発明の一笑施例の構造を示す
断面図、第５図はこの発明の装置の等価回路図、第６図
はこの発明の効果を示すだめのエミッタ・ベース間抵抗
値罠対する７バランクエ電圧とクリップ電圧の比の相関
図である。 図中、１はＮ コレクタ領域、２はＮ コレクタ領域、
３はＮ領域、４はＰペース領域、５はトランジスタＱ、
のＮエミッタ領域、６はトランジスタＱ！のＮエミッタ
領域、１はペース電極、８は内部配線、９はエミッタ電
極、１ｏはコレクタ電極、１１はパンシペーション膜、
１２はベース電極直下のＮ領域である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 （外２名ン 第１図 第２図 ０ 第３図 鳳囲温＊（Ｔａ）〜 第４図 Ｕ 第５図 第６図 ド＠（ＫｒＪ ＋ 手続補正書（自発） 昭和 ６Ｃｋ−１月２３日 ３、補正をする者 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄１図面の簡単な説明の欄
および図面 ６、補正の内容 （１）明細書第７頁１９行の第（１）式を下記のように
補正する。 ・・・・・・・・・・・・（１） （２）同じく第９頁２０行〜第１０頁１行の「２はＮ４
コレクタ領域」を、「２はＮ−コレクタ領域」と補正す
る。 （３）図面第２図、第５図を別紙のように補正する。 以上
トランジスタの等価回路図、第２図は従来の半導体装置
の構造を示す断面図、第３図はクリップ電圧の温度依存
性を示す図、第４図はこの発明の一笑施例の構造を示す
断面図、第５図はこの発明の装置の等価回路図、第６図
はこの発明の効果を示すだめのエミッタ・ベース間抵抗
値罠対する７バランクエ電圧とクリップ電圧の比の相関
図である。 図中、１はＮ コレクタ領域、２はＮ コレクタ領域、
３はＮ領域、４はＰペース領域、５はトランジスタＱ、
のＮエミッタ領域、６はトランジスタＱ！のＮエミッタ
領域、１はペース電極、８は内部配線、９はエミッタ電
極、１ｏはコレクタ電極、１１はパンシペーション膜、
１２はベース電極直下のＮ領域である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 （外２名ン 第１図 第２図 ０ 第３図 鳳囲温＊（Ｔａ）〜 第４図 Ｕ 第５図 第６図 ド＠（ＫｒＪ ＋ 手続補正書（自発） 昭和 ６Ｃｋ−１月２３日 ３、補正をする者 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄１図面の簡単な説明の欄
および図面 ６、補正の内容 （１）明細書第７頁１９行の第（１）式を下記のように
補正する。 ・・・・・・・・・・・・（１） （２）同じく第９頁２０行〜第１０頁１行の「２はＮ４
コレクタ領域」を、「２はＮ−コレクタ領域」と補正す
る。 （３）図面第２図、第５図を別紙のように補正する。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一導電形を有するコレクタ領域と、このコレクタ領域中
に形成された反対導電形を有するベース領域と、このベ
ース領域中に形成された前記コレクタ領域と同一の導電
形のエミッタ領域を有し、前記エミッタ領域の周囲のベ
ース領域の直下のコレクタ領域中に、このコレクタ領域
と同一の導電形を有し、かつ前記エミッタ領域、ベース
領域。 コレクタ領域とからなるトランジスタのコレクタ・エミ
ツタサステイニング電圧より低い電圧にてブレークダウ
ンさせる濃度で形成された領域からなるクリップ用ダイ
オード内蔵形のトランジスタにおいて、前記ベース電極
直下のベース領域に、前記エミッタ領域と同一導電形の
領域を形成し、前記ベース１を倹の一端を電気的に接続
せしめ、前記ベース電極直下の領域と、前記ベース領域
とで形成される接合に並列にクリップ電圧の温度変化を
制御する抵抗体を内蔵させたことを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077027A JPS60219768A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077027A JPS60219768A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60219768A true JPS60219768A (ja) | 1985-11-02 |
| JPH0562461B2 JPH0562461B2 (ja) | 1993-09-08 |
Family
ID=13622261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59077027A Granted JPS60219768A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60219768A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02304960A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-18 | Sgs Thomson Microelectron Srl | コレクタ側に共振性負荷を有する電力デバイスのための集積化駆動回路におけるバイポーラトランジスタの降伏に対する保護用デバイス |
| JPH0677396A (ja) * | 1993-07-23 | 1994-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 自動車点火装置用半導体装置 |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP59077027A patent/JPS60219768A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02304960A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-18 | Sgs Thomson Microelectron Srl | コレクタ側に共振性負荷を有する電力デバイスのための集積化駆動回路におけるバイポーラトランジスタの降伏に対する保護用デバイス |
| JPH0677396A (ja) * | 1993-07-23 | 1994-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 自動車点火装置用半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0562461B2 (ja) | 1993-09-08 |
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