JPS63299264A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS63299264A JPS63299264A JP13371787A JP13371787A JPS63299264A JP S63299264 A JPS63299264 A JP S63299264A JP 13371787 A JP13371787 A JP 13371787A JP 13371787 A JP13371787 A JP 13371787A JP S63299264 A JPS63299264 A JP S63299264A
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- diode
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Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
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- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体素子がその接合部温度の上昇を検出し
て保護される半導体装置に関する。
て保護される半導体装置に関する。
半導体素子に定格電流を超える電流が長時間流れると破
壊するおそれがある。これを防止するため、半導体素子
の接合温度が所定の温度を超えたことを検出して半導体
素子の制御回路に入力し、電流を低下させる方法がとら
れる。従来のこのための方法としては、半導体素子のチ
ップを金属基盤上にろう付け・し、チップのわきに熱電
対などの温度センサをとりつけ、その信号を素子の制御
回路に送ることが主流である。
壊するおそれがある。これを防止するため、半導体素子
の接合温度が所定の温度を超えたことを検出して半導体
素子の制御回路に入力し、電流を低下させる方法がとら
れる。従来のこのための方法としては、半導体素子のチ
ップを金属基盤上にろう付け・し、チップのわきに熱電
対などの温度センサをとりつけ、その信号を素子の制御
回路に送ることが主流である。
ところがこの方法では、温度センサと半導体素子との間
に熱抵抗が存在し、温度上昇に対する応答遅れが避けら
れず、半導体素子の保護が十分行われなかった。
に熱抵抗が存在し、温度上昇に対する応答遅れが避けら
れず、半導体素子の保護が十分行われなかった。
本発明の目的は、この問題を解決して半導体素子の接合
部温度を応答性よ（検出して確実に素子を保護できる半
導体装置を提供することにある。
部温度を応答性よ（検出して確実に素子を保護できる半
導体装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の半導体装置は、
半導体素体の表面上に絶縁膜を介して温度センサを構成
する層を備えたものとする０層状の温度センサとしては
、ＰＮ接合ダイオードを構成する半導体層あるいは多結
晶半導体抵抗層が有効である。
半導体素体の表面上に絶縁膜を介して温度センサを構成
する層を備えたものとする０層状の温度センサとしては
、ＰＮ接合ダイオードを構成する半導体層あるいは多結
晶半導体抵抗層が有効である。
半導体素体の表面上に絶縁膜を介して備えられる温度セ
ンサと半導体素体との間の熱抵抗が小さいため、温度セ
ンサは接合部の温度上昇を応答性よく検出でき、素子の
制御回路へ電流制限のために必要な信号を有効な時間内
に送ることができる。
ンサと半導体素体との間の熱抵抗が小さいため、温度セ
ンサは接合部の温度上昇を応答性よく検出でき、素子の
制御回路へ電流制限のために必要な信号を有効な時間内
に送ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示し、半導体素子は電力用
ＭＯ３ＦＥＴである。この電力用ＭＯ５ＦＥＴの半導体
素体は、ｎ９サブストレート１とその上に形成されたｎ
−エピタキシャル層２からなり、ｎ一層２にｐ一層３１
および９９層３２が設けられ、さらにその中に二つのｎ
０層４が設けられている。ｎ一層２の表面にはゲート酸
化膜５を介して多結晶シリコンからなるゲート層６が設
けられ、その上を酸化膜７およびりんガラス（Ｐ Ｓ
Ｇ’）８が被覆している。９４層３２およびｎ′″層４
にはソース電極９１．ｆｌ”基板１にはドレイン電極９
２゜ゲートＪＩｆ６にはゲート電極９３が接触しており
、ゲート電極９３への電圧印加によりｐ一層３１の表面
にチャネルが形成され、ソース電極９１とドレイン電極
９２間に電流が流れる。ｐ一層３１＋ｐ”層３２．ｎ”
層４．ソース電極９１を一つの半導体素体に複数形成す
ることにより電流容量を大きくするが、本発明に基づく
温度センサはそれ以外の不活性領域上に形成される。す
なわち、耐量増大のために設けられた不活性領域のｐ″
Ｎ３の上の厚さ１−の酸化膜５．厚さ１−の多結晶Ｓｉ
膜６．厚さ０．５−の酸化膜７の上に８００℃付近の低
温でｎ−多結晶Ｓｉ膜１１を成長させ、その中にｐ°層
１２．ｎ”層１３を設けてｐｎ接合ダイオード１０を形
成する。このダイオードの低電流における順電圧降下は
温度依存性を有するので、順電圧降下をｐ゛層１２に接
触する電極１４と、ｎ゛層１３に接触する電極１５から
取り出すことによりその温度を検出できる。ダイオード
１０は、半導体素体の表面と薄い絶縁膜５，７゜多結晶
Ｓｉ膜６のみを介して接触するのでその間の熱抵抗は小
さく、この電力用ＭＯ３ＦＥＴのｎ一層２とｐ′″層３
２の間の接合温度を早い応答性で検出でき、ゲート電圧
の制御回路へ送ることができる。
ＭＯ３ＦＥＴである。この電力用ＭＯ５ＦＥＴの半導体
素体は、ｎ９サブストレート１とその上に形成されたｎ
−エピタキシャル層２からなり、ｎ一層２にｐ一層３１
および９９層３２が設けられ、さらにその中に二つのｎ
０層４が設けられている。ｎ一層２の表面にはゲート酸
化膜５を介して多結晶シリコンからなるゲート層６が設
けられ、その上を酸化膜７およびりんガラス（Ｐ Ｓ
Ｇ’）８が被覆している。９４層３２およびｎ′″層４
にはソース電極９１．ｆｌ”基板１にはドレイン電極９
２゜ゲートＪＩｆ６にはゲート電極９３が接触しており
、ゲート電極９３への電圧印加によりｐ一層３１の表面
にチャネルが形成され、ソース電極９１とドレイン電極
９２間に電流が流れる。ｐ一層３１＋ｐ”層３２．ｎ”
層４．ソース電極９１を一つの半導体素体に複数形成す
ることにより電流容量を大きくするが、本発明に基づく
温度センサはそれ以外の不活性領域上に形成される。す
なわち、耐量増大のために設けられた不活性領域のｐ″
Ｎ３の上の厚さ１−の酸化膜５．厚さ１−の多結晶Ｓｉ
膜６．厚さ０．５−の酸化膜７の上に８００℃付近の低
温でｎ−多結晶Ｓｉ膜１１を成長させ、その中にｐ°層
１２．ｎ”層１３を設けてｐｎ接合ダイオード１０を形
成する。このダイオードの低電流における順電圧降下は
温度依存性を有するので、順電圧降下をｐ゛層１２に接
触する電極１４と、ｎ゛層１３に接触する電極１５から
取り出すことによりその温度を検出できる。ダイオード
１０は、半導体素体の表面と薄い絶縁膜５，７゜多結晶
Ｓｉ膜６のみを介して接触するのでその間の熱抵抗は小
さく、この電力用ＭＯ３ＦＥＴのｎ一層２とｐ′″層３
２の間の接合温度を早い応答性で検出でき、ゲート電圧
の制御回路へ送ることができる。
第２図は同様に電力用ＭＯ３ＦＥＴに対する別の実施例
を示し、第１図と共通の部分には同一の符号が付されて
いる。この場合は、ｎ−多結晶Ｓｉ膜１１の中にはｎ９
層１３が二つ設けられ、それぞれに電極１５が接触して
いて多結晶Ｓｉ膜抵抗２０が形成され、この抵抗の温度
依存性により半導体素体の温度を検出することができる
。
を示し、第１図と共通の部分には同一の符号が付されて
いる。この場合は、ｎ−多結晶Ｓｉ膜１１の中にはｎ９
層１３が二つ設けられ、それぞれに電極１５が接触して
いて多結晶Ｓｉ膜抵抗２０が形成され、この抵抗の温度
依存性により半導体素体の温度を検出することができる
。
以上の実施例では、温度センサのダイオードおよび抵抗
を多結晶Ｓｉ膜により形成したが、単結晶Ｓｉ膜あるい
は非晶質Ｓｉ膜を用いてもよい、また、半導体素子もＭ
ＯＳＦＥＴに限らず、電力用バイポーラトランジスタあ
るいは絶縁ゲートバイポーラ導電型トランジスタなどで
、温度センサを設置できる領域を半導体素体上に有する
ものであればどのような素子でもよい。
を多結晶Ｓｉ膜により形成したが、単結晶Ｓｉ膜あるい
は非晶質Ｓｉ膜を用いてもよい、また、半導体素子もＭ
ＯＳＦＥＴに限らず、電力用バイポーラトランジスタあ
るいは絶縁ゲートバイポーラ導電型トランジスタなどで
、温度センサを設置できる領域を半導体素体上に有する
ものであればどのような素子でもよい。
本発明によれば、半導体素体上に絶縁膜を介してダイオ
ード、抵抗などの温度センサを形成する層を設けること
により半導体素子の接合部に近い温度を検出できるため
、定格電流を超える電流が流れることによる接合部の温
度上昇を応答性よく正確に検出して素子の破壊を防止で
きるので、信頼性の高い半導体装置が得られる。
ード、抵抗などの温度センサを形成する層を設けること
により半導体素子の接合部に近い温度を検出できるため
、定格電流を超える電流が流れることによる接合部の温
度上昇を応答性よく正確に検出して素子の破壊を防止で
きるので、信頼性の高い半導体装置が得られる。
第１図は本発明の一実施例の要部断面図、第２図は他の
実施例の要部断面図である。
実施例の要部断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）半導体素体の表面上に絶縁膜を介して温度センサを
構成する層を備えたことを特徴とする半導体装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、温度セ
ンサが半導体層よりなるダイオードであることを特徴と
する半導体装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、温度セ
ンサが半導体層よりなる抵抗であることを特徴とする半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13371787A JPS63299264A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13371787A JPS63299264A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63299264A true JPS63299264A (ja) | 1988-12-06 |
Family
ID=15111256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13371787A Pending JPS63299264A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63299264A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0426538U (ja) * | 1990-06-27 | 1992-03-03 | ||
| US5100829A (en) * | 1989-08-22 | 1992-03-31 | Motorola, Inc. | Process for forming a semiconductor structure with closely coupled substrate temperature sense element |
| KR100522626B1 (ko) * | 2001-03-22 | 2005-10-19 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 전력용 반도체장치 |
| US7835129B2 (en) | 2006-03-29 | 2010-11-16 | Infineon Technologies Ag | Circuit arrangement for overtemperature detection |
| JP2013098316A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 炭化珪素半導体装置 |
| WO2014024595A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| US9548294B2 (en) | 2012-08-09 | 2017-01-17 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device with temperature-detecting diode |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP13371787A patent/JPS63299264A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5100829A (en) * | 1989-08-22 | 1992-03-31 | Motorola, Inc. | Process for forming a semiconductor structure with closely coupled substrate temperature sense element |
| JPH0426538U (ja) * | 1990-06-27 | 1992-03-03 | ||
| KR100522626B1 (ko) * | 2001-03-22 | 2005-10-19 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 전력용 반도체장치 |
| US7835129B2 (en) | 2006-03-29 | 2010-11-16 | Infineon Technologies Ag | Circuit arrangement for overtemperature detection |
| JP2013098316A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 炭化珪素半導体装置 |
| WO2014024595A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPWO2014024595A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2016-07-25 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| US9461030B2 (en) | 2012-08-09 | 2016-10-04 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and method for producing the same |
| US9548294B2 (en) | 2012-08-09 | 2017-01-17 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device with temperature-detecting diode |
| US10396065B2 (en) | 2012-08-09 | 2019-08-27 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device having a temperature-detecting diode |
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