JPWO2018066578A1 - フィルタ - Google Patents

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Abstract

フィルタ(101)は、第1ツェナーダイオード(ZD1)と第2ツェナーダイオード(ZD2)との直列回路、接続点(NP)とグランドとの間に接続された第3ツェナーダイオード(ZD3)および第3インダクタ(L3)を備える。第1ツェナーダイオード(ZD1)、第3ツェナーダイオード(ZD3)の寄生容量および第3インダクタ(L3)で第1直列共振回路(SR1)が構成され、第2ツェナーダイオード(ZD2)、第3ツェナーダイオード(ZD3)の寄生容量および第3インダクタ(L3)で第2直列共振回路(SR2)が構成される。第1ツェナーダイオード(ZD1)および第2ツェナーダイオード(ZD2)の寄生容量は実質的に等しく、第3ツェナーダイオード(ZD3)の寄生容量はそれよりも大きい。

Description

本発明は、ESD保護素子とコモンモードチョークコイルとを備えるフィルタに関する。
例えば高速シリアルインターフェースでは、平衡線路にて位相が180°異なる信号を伝送する「差動伝送方式」が用いられる。差動伝送方式では、平衡線路にて放射ノイズや外来ノイズが相殺されるため、これらノイズによる影響を受けにくい。但し、使用環境によっては、信号線路の非対称性等に起因してコモンモードのノイズ電流が発生してしまう。このようなコモンモードノイズを抑制するため、コモンモードフィルタが用いられる。
また、高速シリアルインターフェースにおいては、外来のESD(Electro-Static Discharge;静電気放電)から電子回路を保護するためにESD保護素子が用いられる。
例えば特許文献1には、ESD保護素子とコモンモードチョークコイルとを備えるESD保護回路付きコモンモードフィルタが示されている。
国際公開第2016/080108号
ESD保護回路付きコモンモードフィルタは、コモンモードフィルタとESD保護素子とが何らかの配線で接続された回路であるので、その配線部に生じる誘導成分(寄生インダクタンス)を備える。また、ESD保護素子は、作動電圧に達しない通常状態では、その構造上、容量成分(寄生容量)を備える。そのため、ESD保護回路付きコモンモードフィルタはESD保護素子の容量成分も備える。
上記誘導成分および容量成分は、コモンモードフィルタ本来の特性に影響を与えるので、実際の使用状態でのフィルタ特性はコモンモードフィルタ単体での特性とは異なる。また、コモンモードフィルタのフィルタ特性を考慮して、ESD保護素子の寄生容量を小さくするためにESD保護素子を小サイズ化すると、ESD保護特性が劣化してしまう。
本発明の目的は、ESD保護素子のESD保護特性を劣化させることなく、コモンモードフィルタの所定のフィルタ特性を確保したフィルタを提供することにある。また、ESD保護素子を利用してコモンモードフィルタのフィルタ特性を向上させた、フィルタを提供することにある。
(1)本発明のフィルタは、
第1信号線と、第2信号線とを含み、高周波信号を伝送する差動伝送線路と、
前記第1信号線に挿入された第1インダクタと、前記第2信号線に挿入され、前記第1インダクタと磁界結合する第2インダクタとを含むコモンモードチョークコイルと、
ESD保護回路と、を備え、
前記ESD保護回路は、
前記第1信号線と前記第2信号線との間に接続された第1ESD保護素子および第2ESD保護素子の直列回路と、前記第1ESD保護素子および前記第2ESD保護素子の接続点とグランドとの間に接続された第3ESD保護素子と、前記第3ESD保護素子に対して直列に接続される、インダクタ素子または寄生インダクタンス成分による第3インダクタと、を含み、
前記第1ESD保護素子の寄生容量、前記第3ESD保護素子の寄生容量および前記第3インダクタで第1直列共振回路が構成され、前記第2ESD保護素子の寄生容量、前記第3ESD保護素子の寄生容量および前記第3インダクタで第2直列共振回路が構成され、
前記第1ESD保護素子および前記第2ESD保護素子の寄生容量は実質的に等しく、
前記第3ESD保護素子の寄生容量は、前記第1ESD保護素子の寄生容量および前記第2ESD保護素子の寄生容量よりも大きい、ことを特徴とする。
上記の構成により、第3ESD保護素子のサイズが大きくなるので、ESD保護素子の抵抗値が減少し、ESD保護性能が向上する。また、コモンモードチョークコイルが含む、第1インダクタに接続される第1ESD保護素子と第3インダクタとで直列共振回路が構成され、第2インダクタに接続される第2ESD保護素子と第3インダクタとで直列共振回路が構成されるので、これらの直列共振回路がコモンモードノイズに対するトラップフィルタとして作用する。したがって、コモンモードノイズの阻止帯域が広帯域化される。
(2)前記第3インダクタは、例えば1ターン未満のコイル状または直線状の導体パターンで構成される。これにより、第3インダクタのインダクタンスが大きくなりすぎず、また、第3インダクタの抵抗成分が抑えられるのでESD保護性能の低下が抑制される。
(3)前記差動伝送線路、前記コモンモードチョークコイル、および前記ESD保護回路は単一の基材に設けられていることが好ましい。これにより、小型のフィルタが構成される。また、各部の配線が短縮化されて、寄生成分が抑制されるので、コモンモードフィルタのフィルタ特性およびEDS保護素子のESD保護性能が向上する。
(4)本発明のフィルタは、前記基材に形成されて前記差動伝送線路に繋がる入出力端子を備え、前記ESD保護回路と前記コモンモードチョークコイルとは前記基材の平面視で重なり、且つ前記ESD保護回路は、前記コモンモードチョークコイルに比べ、前記基材の前記入出力端子寄りの位置に配置されることが好ましい。この構造により、フィルタを回路基板等に実装する際の占有面積が縮小化される。また、EDS保護素子から回路基板等に形成されているグランド導体までの経路が短縮化されるので、その経路での寄生成分が小さく、ESD保護性能が向上する。
(5)前記基材の平面視で、前記第3インダクタは前記第1インダクタおよび前記第2インダクタには重ならないことが好ましい。この構造により、第3インダクタを介する第1インダクタと第2インダクタとの不要結合が生じなく、また第3インダクタにESD電流が流れるときの第1インダクタおよび第2インダクタへの不要な誘導が生じない。
(6)例えば、前記第1ESD保護素子は、第1ツェナーダイオードと、当該第1ツェナーダイオードに対して、前記第1ツェナーダイオードの順バイアス電流を阻止する方向に直列接続された第1ダイオードと、前記第1ツェナーダイオードと前記第1ダイオードとの直列回路に対して、前記第1ダイオードとは逆極性で並列接続された第2ダイオードとを含んで構成され、前記第2ESD保護素子は、第2ツェナーダイオードと、当該第2ツェナーダイオードに対して、前記第2ツェナーダイオードの順バイアス電流を阻止する方向に直列接続された第3ダイオードと、前記第2ツェナーダイオードと前記第3ダイオードとの直列回路に対して、前記第3ダイオードとは逆極性で並列接続された第4ダイオードとを含んで構成される。
上記構成により、差動信号に対する、第1ESD保護素子の合成寄生容量および第2ESD保護素子の合成寄生容量が小さくなる。そのため、第1ESD保護素子および第2ESD保護素子が差動信号に与える影響が小さくなって、差動信号の通過特性の劣化が抑制される。また、コモンモードノイズに対しては、第1ESD保護素子の合成寄生容量および第2ESD保護素子の合成寄生容量を大きくできるので、ESD保護性能を向上させることができる。
(7)前記第3ESD保護素子は、第3ツェナーダイオードと、当該第3ツェナーダイオードに対して、前記第3ツェナーダイオードの順バイアス電流を阻止する方向に直列接続された第5ダイオードと、前記第3ツェナーダイオードと前記第5ダイオードとの直列回路に対して、前記第5ダイオードとは逆極性で並列接続された第6ダイオードとを含んで構成されてもよい。この構成により、コモンモードノイズに対する、第3ESD保護素子の合成寄生容量を大きくできるので、ESD保護性能を向上させることができる。
(8)前記ESD保護回路の前段、後段、またはその両方に、前記差動伝送線路に挿入された整合用インダクタを更に備えることが好ましい。これにより、差動伝送線路に対するESD保護回路のインピーダンス整合がなされる。
(9)前記ESD保護回路は、例えば次のように構成される。
前記ESD保護回路は、基材層と、当該基材層に形成されたエピタキシャル層と、を含み、第1端子、第2端子および第3端子が形成された半導体基板を備える。
前記接続点は前記基材層であり、
前記第1ESD保護素子は、前記基材層と前記第1端子との間の前記エピタキシャル層に形成され、第1高電流ダイオードと第1低電流ダイオードとを含む第1並列回路を有し、
前記第2ESD保護素子は、前記基材層と前記第2端子との間の前記エピタキシャル層に形成され、第2高電流ダイオードと第2低電流ダイオードとを含む第2並列回路を有し、
前記第3ESD保護素子は、前記基材層と前記第3端子との間の前記エピタキシャル層に形成され、第3高電流ダイオードと第3低電流ダイオードとを含む第3並列回路を有し、
前記第3ESD保護素子は、前記エピタキシャル層の、前記第1ESD保護素子と前記第2ESD保護素子との間の領域に形成される。
前記第1高電流ダイオードと前記第1低電流ダイオードとの配列方向、前記第2高電流ダイオードと前記第2低電流ダイオードとの配列方向、前記第3高電流ダイオードと前記第3低電流ダイオードとの配列方向のそれぞれは、前記第1ESD保護素子、前記第2ESD保護素子および前記第3ESD保護素子の配列方向に対して直交する。
そして、前記半導体基板の平面視で、前記第1高電流ダイオードと前記第2高電流ダイオードとの間の領域に前記第3低電流ダイオードが形成され、前記第1低電流ダイオードと前記第2低電流ダイオードとの間の領域に前記第3高電流ダイオードが形成される。
(10)上記(9)に記載のESD保護回路において、前記第3高電流ダイオードの形成領域は、前記第1高電流ダイオードの形成領域および前記第2高電流ダイオードの形成領域よりも大きく、前記第3低電流ダイオードの形成領域は、前記第1低電流ダイオードの形成領域および前記第2低電流ダイオードの形成領域よりも大きいことが好ましい。
(11)前記ESD保護回路は、例えば次のように構成される。
前記ESD保護回路は、基材層と、当該基材層に形成されたエピタキシャル層と、を含み、第1端子、第2端子および第3端子が形成された半導体基板を備える。
前記接続点は前記基材層であり、
前記第1ESD保護素子は、前記基材層と前記第1端子との間の前記エピタキシャル層に形成され、第1高電流ダイオードと第1低電流ダイオードとを含む第1並列回路を有し、
前記第2ESD保護素子は、前記基材層と前記第2端子との間の前記エピタキシャル層に形成され、第2高電流ダイオードと第2低電流ダイオードとを含む第2並列回路を有し、
前記第3ESD保護素子は、前記基材層と前記第3端子との間の前記エピタキシャル層に形成されたツェナーダイオードを有し、
前記第3ESD保護素子は、前記エピタキシャル層の、前記第1ESD保護素子と前記第2ESD保護素子との間の領域に形成される。
前記第1高電流ダイオードと前記第1低電流ダイオードとの配列方向、前記第2高電流ダイオードと前記第2低電流ダイオードとの配列方向のそれぞれは、前記第1ESD保護素子、前記第2ESD保護素子および前記第3ESD保護素子の配列方向に対して直交する。
そして、前記半導体基板の平面視で、前記第1高電流ダイオードと前記第2高電流ダイオードとの間の領域、且つ前記第1低電流ダイオードと前記第2低電流ダイオードとの間の領域に前記ツェナーダイオードが形成される。
本発明によれば、ESD保護素子のESD保護特性を劣化させることなく、コモンモードフィルタの所定のフィルタ特性を示すフィルタが得られる。また、ESD保護素子を利用してコモンモードフィルタのフィルタ特性を向上させたフィルタが得られる。
図1は第1の実施形態に係るフィルタの回路図である。 図2(A)は第1の実施形態に係るフィルタの、差動信号に対する等価回路図であり、図2(B)は、そのフィルタの、コモンモードノイズに対する等価回路図である。 図3は、寄生成分も含めて表した、本実施形態のフィルタ101の回路図である。 図4は第1の実施形態のフィルタ101の周波数特性を示す図である。 図5は第2の実施形態のフィルタ102の回路図である。 図6(A)は、フィルタ102の差動信号に対する等価回路図である。図6(B)は、第1ツェナーダイオードZD1、第2ツェナーダイオードZD2を、さらにキャパシタで表した等価回路図である。 図7(A)、図7(B)は第3の実施形態に係るESD保護回路の回路図である。 図8(A)、図8(B)、図8(C)は、第3の実施形態に係る、別のESD保護回路の回路図である。 図9は第4の実施形態に係るダイオードチップの断面図である。 図10は第4の実施形態に係る別のダイオードチップの断面図である。 図11は第4の実施形態に係る更に別のダイオードチップの断面図である。 図12は第5の実施形態に係るフィルタの各層の平面図である。 図13は、第5の実施形態のフィルタ102の、回路基板201への実装状態での断面図である。 図14は第5の実施形態に係るフィルタ102の各端子に繋がる回路を示す図である。 図15は第6の実施形態に係るフィルタの正面図である。 図16は第7の実施形態に係るESD保護回路の回路図である。 図17は第7の実施形態に係るESD保護回路が構成されたダイオードチップの断面図である。 図18(A)、図18(B)、図18(C)は、第7の実施形態に係るESD保護回路が構成されたダイオードチップの平面図である。 図19(A)、図19(B)、図19(C)は、第7の実施形態に係るESD保護回路が構成された別のダイオードチップの平面図である。 図20(A)、図20(B)、図20(C)は、第7の実施形態に係るESD保護回路が構成された、更に別のダイオードチップの平面図である。 図21は、図20(A)、図20(B)、図20(C)に示すダイオードチップの各ダイオードの平面上の概略的な配置関係を示す図である。 図22は第8の実施形態に係るESD保護回路の回路図である。 図23は第8の実施形態に係るESD保護回路が構成されたダイオードチップの断面図である。 図24(A)、図24(B)、図24(C)は、第8の実施形態に係るESD保護回路が構成されたダイオードチップの平面図である。 図25(A)、図25(B)、図25(C)は、第8の実施形態に係るESD保護回路が構成された別のダイオードチップの平面図である。 図26(A)は第9の実施形態に係るダイオードチップの電極配置を示す平面図である。図26(B)はそのダイオードチップの回路図である。 図27(A)は第9の実施形態に係るダイオードチップZDCを内蔵するESD保護デバイスの内部構造を表す平面図である。図27(B)はその縦断面図である。 図28は、回路基板上の信号線等に対する、第9の実施形態に係るESD保護デバイス11の接続構造を示す平面図である。 図29は、図28に示した構造の等価回路図である。 図30は、図28に示した回路基板とは異なる回路基板上の信号線等に対するESD保護デバイス11の接続構造を示す平面図である。 図31は図30に示した構造の等価回路図である。 図32(A)、図32(B)は、回路基板上の信号線等に対する、第9の実施形態に係るダイオードチップZDCの接続構造を示す平面図である。 図33(A)は第10の実施形態に係るダイオードチップZDCの電極配置を示す平面図、図33(B)はその回路図、図33(C)はその縦断面図である。 図34(A)は第10の実施形態に係るESD保護デバイスの内部構造を表す平面図である。図34(B)はその縦断面図である。 図35(A)は第10の実施形態に係る別のダイオードチップZDCの電極配置を示す平面図、図35(B)はその回路図、図35(C)はその縦断面図である。
以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。第2の実施形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
《第1の実施形態》
図1は第1の実施形態に係るフィルタの回路図である。
このフィルタ101は、差動伝送線路DTL、コモンモードチョークコイルCMCC、およびESD保護回路PCを備える。本発明における「フィルタ」は、コモンモードノイズを抑制し、差動信号を通過させるフィルタである。
差動伝送線路DTLは、端子P1−P2間に接続された第1信号線SL1と、端子P3−P4間に接続された第2信号線SL2とを含み、例えばUHF帯やSHF帯の高周波信号を伝送する。
コモンモードチョークコイルCMCCは、第1信号線SL1に挿入された第1インダクタL1と、第2信号線SL2に挿入され、第1インダクタL1と磁界結合する第2インダクタL2とを含む。
ESD保護回路PCは、第1信号線SL1と第2信号線SL2との間に接続された、第1ツェナーダイオードZD1および第2ツェナーダイオードZD2の直列回路と、第1ツェナーダイオードZD1および第2ツェナーダイオードZD2の接続点NPとグランド端子P5との間に接続された第3ツェナーダイオードZD3と、第3インダクタL3とを含む。第3インダクタL3は、第3ツェナーダイオードZD3とグランドとの間に挿入されている。
第1ツェナーダイオードZD1の寄生容量、第3ツェナーダイオードZD3の寄生容量および第3インダクタL3で第1直列共振回路SR1が構成されている。また、第2ツェナーダイオードZD2の寄生容量、第3ツェナーダイオードZD3の寄生容量および第3インダクタL3で第2直列共振回路SR2が構成されている。
上記第1ツェナーダイオードZD1は本発明における「第1ESD保護素子」の一例であり、上記第2ツェナーダイオードZD2は本発明における「第2ESD保護素子」の一例であり、上記第3ツェナーダイオードZD3は本発明における「第3ESD保護素子」の一例である。
第1ツェナーダイオードZD1および第2ツェナーダイオードZD2の寄生容量は実質的に等しく、第3ツェナーダイオードZD3の寄生容量は、第1ツェナーダイオードZD1の寄生容量および第2ツェナーダイオードZD2の寄生容量よりも大きい。ここで、第1ツェナーダイオードZD1の寄生容量をCzd1、第2ツェナーダイオードZD2の寄生容量をCzd2、第3ツェナーダイオードZD3の寄生容量をCzd3、で表すと、
Czd1≒Czd2、Czd3>Czd1、Czd3>Czd2、の関係で表される。
第1ツェナーダイオードZD1、第2ツェナーダイオードZD2、第3ツェナーダイオードZD3、のそれぞれの寄生容量は、主に、それぞれのツェナーダイオードの逆バイアス電圧印加時に生じる空乏層の容量である。
ここで、各ツェナーダイオードの寄生容量は、概ね、各ツェナーダイオードのサイズにより決まる。そして、上記の構成により、第3ツェナーダイオードZD3のサイズは、第1ツェナーダイオードZD1、第2ツェナーダイオードZD2と比べて相対的に大きくなるので、ESD保護回路PCの抵抗値は小さく、ESD保護性能は高くなる。
図2(A)は、フィルタの、差動信号に対する等価回路図であり、図2(B)は、フィルタの、コモンモードノイズに対する等価回路図である。
図1に示したフィルタ101において、ESD保護回路PCの第1ツェナーダイオードZD1の寄生容量と第2ツェナーダイオードZD2の寄生容量とは実質的に等しいので、第1ツェナーダイオードZD1と第2ツェナーダイオードZD2との接続点NPは中性電位、すなわちグランド電位である。そのため、差動信号に対しては、接続点NPからグランド端子P5までの回路(第3ツェナーダイオードZD3および第3インダクタL3)は等価的に存在しない。
そのため、差動信号に対しては、相対的に寄生容量の大きな第3ツェナーダイオードZD3および第3インダクタL3が存在することによる影響を受けない。
一方、コモンモードノイズに対しては、図2(B)に示すように、第1直列共振回路SR1および第2直列共振回路SR2は、コモンモードノイズに対するトラップフィルタとして作用する。すなわち、第1直列共振回路SR1および第2直列共振回路SR2の共振周波数を、減衰すべきコモンモードノイズの周波数に合わせておくことにより、コモンモードノイズの阻止帯域が広帯域化される。
図3は、寄生成分も含めて表した、本実施形態のフィルタ101の回路図である。第1インダクタL1には寄生容量C1が存在し、第2インダクタL2には寄生容量C2が存在する。第1インダクタL1と寄生容量C1とはLC並列共振回路を構成し、第2インダクタL2と寄生容量C2とはLC並列共振回路を構成する。この2つのLC並列共振回路はコモンモードノイズに対して帯域阻止フィルタとして作用する。
図4は本実施形態のフィルタ101の周波数特性を示す図である。図4において、曲線SCC21はコモンモードノイズの挿入損失、曲線SDD21は差動信号の挿入損失、である。また、曲線SCC21(p)は比較例のフィルタのコモンモードノイズの挿入損失、曲線SDD21(p)は比較例のフィルタの差動信号の挿入損失、である。
ここで、
Czd1 = Czd2 = 0.4pF
Czd3 = 3pF
である。
上記比較例のフィルタにおいては、第3ツェナーダイオードZD3の寄生容量が、第1ツェナーダイオードZD1の寄生容量および第2ツェナーダイオードZD2の寄生容量と等しく小さい。つまり、Czd1 = Czd2 = Czd3 = 0.4pFである。
図4に表れているように、コモンモードノイズの挿入損失SCC21に、周波数f1(3GHz付近)と周波数f2(9.4GHz付近)とにそれぞれ減衰極が生じている。周波数f1の減衰極は、図3に示した、L1,L2,C1,C2で構成される2つのLC並列共振回路により生じる減衰極である。コモンモードチョークコイルCMCCの第1インダクタL1と第2インダクタL2は、差動信号に対しては和動結合するので、相互インダクタンス分が付加される。このことにより、上記2つのLC並列共振回路の、差動信号に対する共振周波数は使用周波数帯域外にある。
図4に表れる周波数f2の減衰極は、図1、図2(B)に示した第1直列共振回路SR1および第2直列共振回路SR2による(すなわちESD保護回路PCによる)減衰である。この第1直列共振回路SR1の共振周波数は、第1ツェナーダイオードZD1の寄生容量Czd1と第3ツェナーダイオードZD3の寄生容量Czd3との合成容量および第3インダクタL3のインダクタンスで定まる。同様に、第2直列共振回路SR2の共振周波数は、第2ツェナーダイオードZD2の寄生容量Czd2と第3ツェナーダイオードZD3の寄生容量Czd3との合成容量および第3インダクタL3のインダクタンスで定まる。したがって、本実施形態のフィルタ101のESD保護回路PCによる減衰極の周波数f2は、上記比較例のフィルタのESD保護回路による減衰極の周波数f2(p)より低い。
コモンモードノイズの阻止帯域を、その挿入損失が−10dB以下となる周波数帯域と定めると、図4に表れているように、比較例のフィルタのコモンモードノイズの阻止帯域は1.5GHz以上5.5GHz以下であるのに対し、本実施形態のフィルタ101のコモンモードノイズの阻止帯域は1.5GHz以上12GHz以下、と非常に広い。
《第2の実施形態》
第2の実施形態では、整合回路を含むフィルタの例を示す。
図5は第2の実施形態のフィルタ102の回路図である。この例では、第1インダクタL1と第1ツェナーダイオードZD1との間に整合用インダクタLM11、端子P2と第1ツェナーダイオードZD1との間に整合用インダクタLM12、がそれぞれ設けられている。同様に、第2インダクタL2と第2ツェナーダイオードZD2との間に整合用インダクタLM21、端子P4と第2ツェナーダイオードZD2との間に整合用インダクタLM22、がそれぞれ設けられている。
図6(A)は、フィルタ102の差動信号に対する等価回路図である。図6(B)は、第1ツェナーダイオードZD1、第2ツェナーダイオードZD2を、さらにキャパシタで表した等価回路図である。
このように、ESD保護回路の前段および後段に、差動伝送線路DTLに挿入された整合用インダクタLM11,LM12,LM21,LM22を備えることにより、差動伝送線路DTLに対するESD保護回路PCのインピーダンス整合が図れる。
なお、図5に示した例では、ESD保護回路PCの前段と後段の両方に整合用インダクタを挿入したが、ESD保護回路の前段または後段に整合用インダクタを挿入してもよい。
《第3の実施形態》
第3の実施形態では、ESD保護回路の幾つかの例を示す。図7(A)、図7(B)はそれぞれESD保護回路の回路図である。
図7(A)に示すESD保護回路では、第1信号線SL1と接続点NPとの間に接続される第1ESD保護素子は、第1ツェナーダイオードZD1と、この第1ツェナーダイオードZD1に対して、第1ツェナーダイオードZD1の順バイアス電流を阻止する方向に直列接続された第1ダイオードD1と、第1ツェナーダイオードZD1と第1ダイオードD1との直列回路に対して、第1ダイオードD1とは逆極性で並列接続された第2ダイオードD2とを含んで構成されている。また、第2信号線SL2と接続点NPとの間に接続される第2ESD保護素子は、第2ツェナーダイオードZD2と、この第2ツェナーダイオードZD2に対して、第2ツェナーダイオードZD2の順バイアス電流を阻止する方向に直列接続された第3ダイオードD3と、第2ツェナーダイオードZD2と第3ダイオードD3との直列回路に対して、第3ダイオードD3とは逆極性で並列接続された第4ダイオードD4とを含んで構成されている。
図7(B)に示すESD保護回路では、接続点NPとグランドとの間に接続される第3ESD保護素子は、第3ツェナーダイオードZD3と、この第3ツェナーダイオードZD3に対して、第3ツェナーダイオードZD3の順バイアス電流を阻止する方向に直列接続された第5ダイオードD5と、第3ツェナーダイオードZD3と第5ダイオードD5との直列回路に対して、第5ダイオードD5とは逆極性で並列接続された第6ダイオードD6とを含んで構成されている。
図7(A)、図7(B)に示した構成によれば、第1ツェナーダイオードZD1にダイオードD1が直列に接続されていて、第2ツェナーダイオードZD2にダイオードD3が直列に接続されているので、第1ESD保護素子および第2ESD保護素子の合成容量は小さい。そのため、第1ESD保護素子および第2ESD保護素子が差動信号に与える影響が小さくなって、差動信号の通過特性の劣化が抑制される。また、合成容量が小さくなる分、ツェナーダイオードZD1,ZD2のサイズを大きくでき、そのことでESD保護性能を向上させることができる。
また、図7(B)に示した構成によれば、第3ESD保護素子の合成容量を小さくできるので、サイズの大きな第3ツェナーダイオードZD3を用いても、図1,図2(B)に示した第1直列共振回路SR1および第2直列共振回路SR2の共振周波数を所定値に設定しつつ、第3ツェナーダイオードZD3のサイズを大きくできるので、ESD保護性能を更に向上させることができる。
図8(A)、図8(B)、図8(C)は、第3の実施形態に係る、別のESD保護回路の回路図である。図8(A)に示すESD保護回路は、図1に示したESD保護回路PCの各素子の極性を逆にしたものである。また、図8(B)、図8(C)に示すESD保護回路は、図7(A)、図7(B)に示したESD保護回路PCの各素子の極性を逆にしたものである。
このように、各ツェナーダイオード、各ダイオードの向きはそれぞれ逆転させても、同じ特性を得ることができる。
《第4の実施形態》
第4の実施形態では、複数のツェナーダイオード等を備えるダイオードチップの構成例を示す。
図9は、例えば図1に示した、第1ツェナーダイオードZD1、第2ツェナーダイオードZD2、第3ツェナーダイオードZD3、を1つのチップに構成したダイオードチップの断面図である。このダイオードチップは、P型基板(P型の基材層)、このP型基板に形成されたN型エピタキシャル層、このN型エピタキシャル層に形成されたN型拡散層N1,N2,N3、表面からP型基板に達する素子分離用トレンチTを備える。上記エピタキシャル層はトレンチTによって分離され、エピタキシャル層Ne1,Ne2,Ne3が形成されている。P型基板とエピタキシャル層Ne1との接合層で第1ツェナーダイオードZD1が構成され、P型基板とエピタキシャル層Ne2との接合層で第2ツェナーダイオードZD2が構成され、P型基板とエピタキシャル層Ne3との接合層で第3ツェナーダイオードZD3が構成される。
図10は、図7(A)に示した、第1ツェナーダイオードZD1、第2ツェナーダイオードZD2、第3ツェナーダイオードZD3、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、第3ダイオードD3、および第4ダイオードD4を1つのチップに構成したダイオードチップの断面図である。このダイオードチップは、P型基板、このP型基板に形成されたN型エピタキシャル層、このN型エピタキシャル層に形成されたN型拡散層およびP型拡散層、表面からP型基板に達する素子分離用トレンチTを備える。図10において、P型基板とN型拡散層Nz1との接合層で第1ツェナーダイオードZD1が構成され、P型基板とN型拡散層Nz2との接合層で第2ツェナーダイオードZD2が構成され、P型基板とN型拡散層Nz3との接合層で第3ツェナーダイオードZD3が構成される。また、P型基板とエピタキシャル層Ne12との接合層で第2ダイオードD2が構成され、P型基板とエピタキシャル層Ne22との接合層で第4ダイオードD4が構成される。さらに、エピタキシャル層Ne11とP型拡散層Pd1との接合層で第1ダイオードD1が構成され、エピタキシャル層Ne21とP型拡散層Pd3との接合層で第3ダイオードD3が構成される。
図11は、図7(B)に示した、第1ツェナーダイオードZD1、第2ツェナーダイオードZD2、第3ツェナーダイオードZD3、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、第3ダイオードD3、第4ダイオードD4、第5ダイオードD5および第6ダイオードD6を1つのチップに構成したダイオードチップの断面図である。図11において、P型基板とN型拡散層Nz3との接合層で第3ツェナーダイオードZD3が構成され、エピタキシャル層Ne31とP型拡散層Pd5との接合層で第5ダイオードD5が構成される。また、P型基板とエピタキシャル層Ne32との接合層で第6ダイオードD6が構成される。その他の構成は図10に示したものと同じである。
《第5の実施形態》
第5の実施形態では、単一の素子として構成したフィルタの例を示す。
図12は、本実施形態のフィルタの各層の平面図である。このフィルタの回路構成は図5に示したとおりである。
図12において第1層(1)は最下層、第15層(15)は最上層である。いずれも非磁性樹脂の層である。第1層(1)には外部端子P1〜P6が形成されている。第2層(2)から第14層(14)の各層には各導体パターンが形成されている。第5層(5)にはダイオードチップZDCが載置される。第6層(6)から第8層(8)までダイオードチップZDCを収納するキャビティ形成用の開口が形成されている。
図12において、導体パターンW11,W13,W14,W21,W22,W23,W24はそれぞれ配線パターンである。また、導体パターンL1a,L1b,L1c,L1d,L1eはそれらがビア導体を介して連続することで第1インダクタL1を構成する。同様に、導体パターンL2a,L2b,L2c,L2d,L2eはそれらがビア導体を介して連続することで第2インダクタL2を構成する。その他の導体パターンに付した符号は、図5に示した回路要素にそれぞれ対応している。
図13は、本実施形態のフィルタ102の、回路基板201への実装状態での断面図である。図14はフィルタ102の各端子に繋がる回路を示す図である。
図12、図13に示す例では、ESD保護回路とコモンモードチョークコイルとは基材の平面視で重なり、且つESD保護回路は、コモンモードチョークコイルに比べて、基材の入出力端子寄り(最下層寄り)の位置に配置されている。
また、図12、図13に示す例では、基材の平面視で、第3インダクタL3は上記第1インダクタL1および第2インダクタL2には殆ど重ならない。
本実施形態によれば、第3インダクタL3は1ターン未満のコイル状または直線状の導体パターンで構成されるので、第3インダクタL3のインダクタンスが大きくなりすぎず、また、第3インダクタL3の抵抗成分が抑えられるのでESD保護性能の低下が抑制される。
また、本実施形態によれば、差動伝送線路、コモンモードチョークコイルCMCC、およびESD保護回路は単一の基材に設けられていることが好ましい。これにより、小型のフィルタが構成される。また、各部の配線が短縮化されて、寄生成分が抑制されるので、コモンモードフィルタのフィルタ特性およびEDS保護素子のESD保護性能が向上する。
また、本実施形態によれば、ESD保護回路とコモンモードチョークコイルとは基材の平面視で重なり、且つESD保護回路は、コモンモードチョークコイルに比べて、基材の入出力端子寄り(最下層寄り)の位置に配置されているので、フィルタを回路基板等に実装する際の占有面積が縮小化される。また、EDS保護素子から回路基板等に形成されているグランド導体までの経路が短く、その経路での寄生成分が小さいので、高いESD保護性能が得られる。
また、本実施形態によれば、基材の平面視で、第3インダクタL3は第1インダクタL1および第2インダクタL2には殆ど重ならないので、第3インダクタL3を介する第1インダクタL1と第2インダクタL2との不要結合が生じない。また、第3インダクタL3にESD電流が流れるときの第1インダクタL1および第2インダクタL2への不要な誘導が生じない。
《第6の実施形態》
第6の実施形態では、2つのチップ部品と回路基板とで構成されるフィルタについて示す。
図15は第6の実施形態に係るフィルタの正面図である。回路基板201にコモンモードチョークコイルCMCCとダイオードチップZDCをそれぞれ表面実装している。コモンモードチョークコイルCMCCは図1に示したコモンモードチョークコイルCMCCを単一のチップ部品として構成したものである。ダイオードチップZDCは例えば図11、図7(B)に示したとおり、複数のツェナーダイオードと複数のダイオードとを単一のチップ部品として構成したものである。回路基板201には、導体パターンW(L3)によって第3インダクタL3を構成している。この第3インダクタL3の第1端は、ダイオードチップZDC内の第3ESD保護素子(ツェナーダイオードZD3、ダイオードD5,D6で構成される回路)とグランドとの間に接続される。
本実施形態のように、第3インダクタL3は回路基板側に形成してもよい。
《第7の実施形態》
第7の実施形態では、図9、図10、図11等に示したESD保護回路とは異なるESD保護回路の構成例を示す。
図16は第7の実施形態に係るESD保護回路の回路図である。図17はこのESD保護回路が構成されたダイオードチップの断面図である。
本実施形態のESD保護回路は、端子E1,E2,E3が形成された半導体基板を備える。図16に表れているように、このESD保護回路は、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2、および第3ESD保護素子PD3を備える。
第1ESD保護素子PD1は、接続点NPと第1端子E1との間に接続された、第1高電流ダイオードHSD1と第1低電流ダイオードLSD1とを含む第1並列回路で構成されている。第2ESD保護素子PD2は、接続点と第2端子E2との間に接続された、第2高電流ダイオードHSD2と第2低電流ダイオードLSD2とを含む第2並列回路で構成されている。また、第3ESD保護素子PD3は、接続点と第3端子E3との間に接続された、第3高電流ダイオードHSD3と第3低電流ダイオードLSD3とを含む第3並列回路で構成されている。
上記高電流ダイオードHSD1,HSD2,HSD3にはツェナーダイオードZD1,ZD2,ZD3がそれぞれ直列接続されている。
図17に表れているように、このダイオードチップは、P型基板(P型の基材層)P-sub、このP型基板に形成されたN型エピタキシャル層Ne、このエピタキシャル層Neに形成されたN型拡散層Nz1,Nz2,Nz3、表面からP型基板P-subに達する素子分離用トレンチTを備える。上記エピタキシャル層NeはトレンチTによって分離されている。P型基板P-subとN型拡散層Nz1との接合層で第1ツェナーダイオードZD1が構成され、P型基板P-subとN型拡散層Nz2との接合層で第2ツェナーダイオードZD2が構成され、P型基板P-subとN型拡散層Nz3との接合層で第3ツェナーダイオードZD3が構成される。また、P型基板P-subとエピタキシャル層Neとの接合層で低電流ダイオードLSD1,LSD2,LSD3が構成される。さらに、エピタキシャル層NeとP型拡散層Pd1,Pd2,Pd3との接合層で高電流ダイオードHSD1,HSD2,HSD3がそれぞれ構成される。
N型拡散層Nd1とP型拡散層Pd1とはアルミ配線AL1を介して接続され、N型拡散層Nd2とP型拡散層Pd2とはアルミ配線AL2を介して接続され、N型拡散層Nd3とP型拡散層Pd3とはアルミ配線AL3を介して接続される。
アルミ配線AL1,AL2,AL3の上部には再配線層RLが形成されている。この再配線層RLの上面に端子E1,E2,E3および絶縁膜SRが形成されている。端子E1,E2,E3は、ビア(層間接続導体)V1,V2,V3を介して、アルミ配線AL1,AL2,AL3にそれぞれ接続されている。図17においては、或るアルミ配線から入り、別のアルミ配線から出る電流の経路CP13,CP31,CP23,CP32も表している。
図17では、ダイオードチップの縦断面での構造を示したが、ダイオードチップの各素子の平面での位置関係について、いくつかの例を以降に示す。
図18(A)、図18(B)、図18(C)は、本実施形態のESD保護回路が構成されたダイオードチップの平面図である。図18(A)は、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2および第3ESD保護素子PD3の平面上での位置関係を表している。図18(B)では、アルミ配線AL1,AL2,AL3を重ねて表している。図18(C)では、端子E1,E2,E3およびビアV1,V2,V3を更に重ねて表している。
図18(A)において、第1低電流ダイオードLSD1は図17に示したN型拡散層Nd1の形成領域に対応し、第2低電流ダイオードLSD2は図17に示したN型拡散層Nd2の形成領域に対応し、第3低電流ダイオードLSD3は図17に示したN型拡散層Nd3の形成領域に対応する。また、第1高電流ダイオードHSD1は図17に示したP型拡散層Pd1の形成領域に対応し、第2高電流ダイオードHSD2は図17に示したP型拡散層Pd2の形成領域に対応し、第3高電流ダイオードHSD3は図17に示したP型拡散層Pd3の形成領域に対応する。また、第1ツェナーダイオードZD1は図17に示したN型拡散層Nz1の形成領域に対応し、第2ツェナーダイオードZD2は図17に示したN型拡散層Nz2の形成領域に対応し、第3ツェナーダイオードZD3は図17に示したN型拡散層Nz3の形成領域に対応する。
図18(A)に表れているように、この例では、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2および第3ESD保護素子PD3は、半導体基板の平面視で、ほぼ正三角形の頂点位置に配置されている。
図18(A)、図18(B)、図18(C)に示した例では、第1高電流ダイオードHSD1および第1ツェナーダイオードZD1と、第3低電流ダイオードLSD3との間の電流経路CP13は長く、第2高電流ダイオードHSD2および第2ツェナーダイオードZD2と、第3低電流ダイオードLSD3との電流経路CP23は長い。また、第3高電流ダイオードHSD3および第3ツェナーダイオードZD3と、第1低電流ダイオードLSD1との間の電流経路CP31は長く、第3高電流ダイオードHSD3および第3ツェナーダイオードZD3と、第2低電流ダイオードLSD2との電流経路CP32は長い。
図19(A)、図19(B)、図19(C)は、本実施形態のESD保護回路が構成された別のダイオードチップの平面図である。図19(A)は、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2および第3ESD保護素子PD3の平面上での位置関係を表している。図19(B)では、アルミ配線AL1,AL2,AL3を重ねて表している。図19(C)では、端子E1,E2,E3およびビアV1,V2,V3を更に重ねて表している。各素子の形成領域と各拡散層との関係は、図18(A)、図18(B)、図18(C)に基づいて説明したとおりである。
この例では、図19(C)に表れているように、第1ESD保護素子PD1と端子E1、第2ESD保護素子PD2と端子E2、および第3ESD保護素子PD3と端子E3は、それぞれ対向しないように配置されている。したがって、それらの間に生じる寄生容量は小さい。
図19(A)、図19(B)、図19(C)に示した例でも、第1高電流ダイオードHSD1および第1ツェナーダイオードZD1と、第3低電流ダイオードLSD3との間の電流経路CP13は長く、第2高電流ダイオードHSD2および第2ツェナーダイオードZD2と、第3低電流ダイオードLSD3との電流経路CP23は長い。また、第3高電流ダイオードHSD3および第3ツェナーダイオードZD3と、第1低電流ダイオードLSD1との間の電流経路CP31は長く、第3高電流ダイオードHSD3および第3ツェナーダイオードZD3と、第2低電流ダイオードLSD2との電流経路CP32は長い。
図20(A)、図20(B)、図20(C)は、本実施形態のESD保護回路が構成された、更に別のダイオードチップの平面図である。図20(A)は、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2および第3ESD保護素子PD3の平面上での位置関係を表している。図20(B)では、アルミ配線AL1,AL2,AL3を重ねて表している。図20(C)では、端子E1,E2,E3およびビアV1,V2,V3を更に重ねて表している。各素子の形成領域と各拡散層との関係は、図18(A)、図18(B)、図18(C)に基づいて説明したとおりである。
図21はこのダイオードチップの各ダイオードの平面上の概略的な配置関係を示す図である。この例では、第1高電流ダイオードHSD1と第1低電流ダイオードLSD1とはY軸方向に配列されていて、第2高電流ダイオードHSD2と第2低電流ダイオードLSD2とはY軸方向に配列されていて、第3高電流ダイオードHSD3と第3低電流ダイオードLSD3とはY軸方向に配列されている。そして、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2および第3ESD保護素子PD3はX軸方向に配列されている。つまり、高電流ダイオードと低電流ダイオードとの配列方向と、3つのESD保護素子の配列方向とは直交関係にある。
ここで、「高電流ダイオードと低電流ダイオードとの配列方向」とは、半導体基板を平面視した場合に、任意の高電流ダイオード上の任意の1点と、この任意の1点が有る高電流ダイオードに対して並列接続される低電流ダイオード上の任意の1点と、を結んだ線分の方向をいう。すなわち、半導体基板の平面視で、互いに並列接続される高電流ダイオードと低電流ダイオードとを結ぶ線分の方向をいう。この方向は、図21における例えばY軸方向である。
上記高電流ダイオードは、図20(A)、図20(B)、図20(C)の例では、第1高電流ダイオードHSD1、または第2高電流ダイオードHSD2、または第3高電流ダイオードHSD3である。また、上記低電流ダイオードは、図20(A)、図20(B)、図20(C)の例では、第1低電流ダイオードLSD1、または第2低電流ダイオードLSD2、または第3低電流ダイオードLSD3である。
また、「3つのESD保護素子の配列方向」とは、図20(A)、図20(B)、図20(C)の例では、半導体基板の平面視で、第1高電流ダイオードHSD1と第1低電流ダイオードLSD1を結ぶ第1線分、第2高電流ダイオードHSD2と第2低電流ダイオードLSD2を結ぶ第2線分、第3高電流ダイオードHSD3と第3低電流ダイオードLSD3を結ぶ第3線分について、第1線分、第2線分、第3線分を全て通る任意の直線の方向をいう。この方向は、図21における例えばX軸方向である。
さらに、「高電流ダイオードと低電流ダイオードとの配列方向と、3つのESD保護素子の配列方向とは直交関係にある」とは、厳密な直交関係だけを意味するのではなく、概ね直交する場合を含む。より具体的には、高電流ダイオードと低電流ダイオードとの配列方向と、3つのESD保護素子の配列方向とが、45°以上90°以下の角度をなすことを意味する。
そして、半導体基板の平面視で、第1高電流ダイオードHSD1と第2高電流ダイオードHSD2との間の領域に第3低電流ダイオードLSD3が形成されていて、第1低電流ダイオードLSD1と第2低電流ダイオードLSD2との間の領域に第3高電流ダイオードHSD3が形成されている。
図20(A)、図20(B)、図20(C)に示した例では、例えば、図18(A)、図18(B)、図18(C)、図19(A)、図19(B)、図19(C)に示した例に比べ、第1高電流ダイオードHSD1および第1ツェナーダイオードZD1と、第3低電流ダイオードLSD3との間の電流経路CP13が短くなり、第2高電流ダイオードHSD2および第2ツェナーダイオードZD2と、第3低電流ダイオードLSD3との電流経路CP23が短くなる。また、第3高電流ダイオードHSD3および第3ツェナーダイオードZD3と、第1低電流ダイオードLSD1との間の電流経路CP31が短くなり、第3高電流ダイオードHSD3および第3ツェナーダイオードZD3と、第2低電流ダイオードLSD2との電流経路CP32が短くなる。このことにより、各ダイオードのオン時の抵抗値(オン抵抗)が小さくなり、ESD電流が効率よく流れ、ESD保護動作時の制限電圧がより低下される。
また、図20(A)、図20(B)、図20(C)に示した例では、第1高電流ダイオードHSD1と第1低電流ダイオードLSD1との接続点から、第2高電流ダイオードHSD2と第2低電流ダイオードLSD2との接続点までの距離が短いので、全体に小形化できる。
また、図20(A)、図20(B)、図20(C)に示した例では、図19(A)、図19(B)、図19(C)に示した例とは異なり、電流経路CP13と電流経路CP31とは交差せず、電流経路CP23と電流経路CP32とは交差しない。そのため、これら電流経路間での不要結合が殆ど無く、電流経路へのESD電流の重畳は非常に小さい。
また、図20(A)、図20(B)、図20(C)に示した例では、第3高電流ダイオードHSD3の形成領域は、第1高電流ダイオードHSD1の形成領域および第2高電流ダイオードHSD2の形成領域よりも大きい。また、第3低電流ダイオードLSD3の形成領域は、第1低電流ダイオードLSD1の形成領域および第2低電流ダイオードLSD2の形成領域よりも大きい。さらに、第3ツェナーダイオードZD3の形成領域は、第1ツェナーダイオードZD1の形成領域および第2ツェナーダイオードZD2の形成領域よりも大きい。そのため、第3高電流ダイオードHSD3、第3低電流ダイオードLSD3および第3ツェナーダイオードZD3のオン抵抗が小さくなり、ESD保護動作時の制限電圧がより低下される。特に、第3高電流ダイオードHSD3および第3低電流ダイオードLSD3は相対的に大きく形成できるので、そのことによるESD保護動作時の制限電圧の低下効果が大きい。
《第8の実施形態》
第8の実施形態では、ツェナーダイオードを第3ESD保護素子として構成したESD保護回路の構成例を示す。
図22は第8の実施形態に係るESD保護回路の回路図である。図23はこのESD保護回路が構成されたダイオードチップの断面図である。
本実施形態のESD保護回路は、端子E1,E2,E3が形成された半導体基板を備える。図22に表れているように、このESD保護回路は、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2、および第3ESD保護素子PD3を備える。
第3ESD保護素子PD3は、接続点NPと第3端子E3との間に接続された第3ツェナーダイオードZD3で構成されている。その他は図16に示したESD保護回路の構成と同じである。
図23に表れているように、このダイオードチップは、P型基板(P型の基材層)P-sub、このP型基板に形成されたN型エピタキシャル層Ne、このエピタキシャル層Neに形成されたN型拡散層Nz1,Nz2,Nz3、表面からP型基板P-subに達する素子分離用トレンチTを備える。上記エピタキシャル層NeはトレンチTによって分離されている。P型基板P-subとN型拡散層Nz3との接合層で第3ツェナーダイオードZD3が構成されている。エピタキシャル層NeおよびN型拡散層Nd3は、ツェナーダイオードの電流経路として形成されている。その他の構成は図17に示したESD保護回路の構成と同じである。
本実施形態での、ダイオードチップの各素子の平面での位置関係について、いくつかの例を以降に示す。
図24(A)、図24(B)、図24(C)は、本実施形態のESD保護回路が構成されたダイオードチップの平面図である。図24(A)は、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2および第3ESD保護素子PD3の平面上での位置関係を表している。図24(B)では、アルミ配線AL1,AL2,AL3を重ねて表している。図24(C)では、端子E1,E2,E3およびビアV1,V2,V3を更に重ねて表している。各素子の形成領域と各拡散層との関係は、図18(A)、図18(B)、図18(C)に基づいて説明したとおりである。
半導体基板の平面視で、第1高電流ダイオードHSD1と第2高電流ダイオードHSD2との間の領域、且つ第1低電流ダイオードLSD1と第2低電流ダイオードLSD2との間の領域に第3ツェナーダイオードZD3が形成されている。
この例では、第3ESD保護素子PD3が大面積のツェナーダイオードZD3で構成されるので、ESD保護動作時の制限電圧が低い。また、図24(C)に表れているように、第1ESD保護素子PD1と端子E1、第2ESD保護素子PD2と端子E2は、それぞれ対向しないように配置されている。したがって、それらの間に生じる寄生容量は小さい。
この例では、第3ESD保護素子PD3は、エピタキシャル層Neの、第1ESD保護素子PD1と第2ESD保護素子PD2との間の領域に形成されている。そして、第1高電流ダイオードHSD1と第1低電流ダイオードLSD1とはY軸方向に配列されていて、第2高電流ダイオードHSD2と第2低電流ダイオードLSD2とはY軸方向に配列されている。そして、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2および第3ESD保護素子PD3はX軸方向に配列されている。つまり、高電流ダイオードと低電流ダイオードとの配列方向と、3つのESD保護素子の配列方向とは直交関係にある。
ここで、「高電流ダイオードと低電流ダイオードの配列方向」とは、前述したように、半導体基板を平面視した場合に、任意の高電流ダイオード上の任意の1点と、この任意の1点が有る高電流ダイオードに対して並列接続される低電流ダイオード上の任意の1点と、を結んだ線分の方向をいう。この方向は、図24(A)、図24(B)、図24(C)における例えばY軸方向である。
また、「3つのESD保護素子の配列方向」とは、例えば、図24(A)、図24(B)、図24(C)の例では、半導体基板の平面視で、第1高電流ダイオードHSD1と第1低電流ダイオードLSD1とを結ぶ第1線分と、第2高電流ダイオードHSD2と第2低電流ダイオードLSD2とを結ぶ第2線分と、第3ツェナーダイオードZD3とを全て通る任意の直線の方向をいう。この方向は、図24(A)、図24(B)、図24(C)における例えばX軸方向である。
さらに、「高電流ダイオードと低電流ダイオードとの配列方向と、3つのESD保護素子の配列方向とは直交関係にある」とは、厳密な直交関係だけを意味するのではなく、概ね直交する場合をも含む。より具体的には、高電流ダイオードと低電流ダイオードとの配列方向と、3つのESD保護素子の配列方向が、45°以上90°以下の角度をなすことを意味する。
図25(A)、図25(B)、図25(C)は、本実施形態のESD保護回路が構成された別のダイオードチップの平面図である。図25(A)は、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2および第3ESD保護素子PD3の平面上での位置関係を表している。図25(B)では、アルミ配線AL1,AL2,AL3を重ねて表している。図25(C)では、端子E1,E2,E3およびビアV1,V2,V3を更に重ねて表している。各素子の形成領域と各拡散層との関係は、図18(A)、図18(B)、図18(C)に基づいて説明したとおりである。
この例では、第1高電流ダイオードHSD1と第1低電流ダイオードLSD1との位置関係、および第2高電流ダイオードHSD2と第2低電流ダイオードLSD2との位置関係は、図24(A)、図24(B)、図24(C)に示したものとは逆である。
この例では、図25(C)に表れているように、第1高電流ダイオードHSD1→第1ツェナーダイオードZD1→端子E1の電流経路が短く、第2高電流ダイオードHSD2→第2ツェナーダイオードZD2→端子E2の電流経路も短い。そのため、ESD保護動作時の、これら電流経路における降下電圧は小さく、ESD保護動作時の制限電圧が低い。
《第9の実施形態》
第9の実施形態では単一のデバイスとして構成されたESD保護回路とその実装構造について示す。
図26(A)は第9の実施形態に係るダイオードチップの電極配置を示す平面図である。図26(B)はそのダイオードチップの回路図である。
本実施形態のダイオードチップZDCに構成されるESD保護回路は、例えば図16や図22等に示したとおりである。端子E11,E12は内部で導通していて、この端子E11,E12と接続点NPとの間に第1ESD保護素子PD1が接続されている。同様に、端子E21,E22は内部で導通していて、この端子E21,E22と接続点NPとの間に第2ESD保護素子PD2が接続されている。また、端子E31,E32は内部で導通していて、この端子E31,E32と接続点NPとの間に第3ESD保護素子PD3が接続されている。
図27(A)は上記ダイオードチップZDCを内蔵するESD保護デバイスの内部構造を表す平面図である。図27(B)はその縦断面図である。
本実施形態のESD保護デバイス11内に設けられるダイオードチップZDCの構成は、図26(A)、図26(B)に示したとおりである。ESD保護デバイス11は、リードフレームにダイオードチップZDCをダイボンディングし、ダイオードチップZDCの各電極をリードフレームにワイヤボンディングしたものである。図27(A)に示す例では、ダイオードチップZDCの端子E11,E12,E21,E22,E31,E32をリードフレームの端子T11,T12,T21,T22,T31,T32にそれぞれワイヤを介して接続している。
図28は、回路基板上の信号線等に対する上記ESD保護デバイス11の接続構造を示す平面図である。図29は図28に示した構造の等価回路図である。
図28において、第1信号線SL11,SL12は回路基板上では分離されていて、ESD保護デバイス11の端子T11,T12を介して接続される。同様に、第2信号線SL21,SL22は回路基板上では分離されていて、ESD保護デバイス11の端子T21,T22を介して接続される。ESD保護デバイス11の端子T31,T32はグランドパターンGNDに接続される。
図29に表れているように、第1信号線SL11と第1ESD保護素子PD1との間に、インダクタLL11で表す寄生インダクタンスが生じ、第1信号線SL12と第1ESD保護素子PD1との間に、インダクタLL12で表す寄生インダクタンスが生じる。同様に、第2信号線SL21と第2ESD保護素子PD2との間に、インダクタLL21で表す寄生インダクタンスが生じ、第2信号線SL22と第2ESD保護素子PD2との間に、インダクタLL22で表す寄生インダクタンスが生じる。また、グランドパターンGNDと第3ESD保護素子PD3との間にインダクタLL3で表す寄生インダクタンスが生じる。そして、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2、第3ESD保護素子PD3には、印加電圧が作動電圧以下であるオフ時にそれぞれ寄生容量が生じる。
図29におけるインダクタLL11は図28におけるワイヤWE11と電流経路L11とで構成されるインダクタである。同様に、インダクタLL12は図28におけるワイヤWE12と電流経路L12とで構成されるインダクタである。インダクタLL3は図28におけるワイヤWE31,WE32と、これらに繋がる電流経路とで構成されるインダクタである。第2信号線SL21,SL22側の各インダクタについても、第1信号線側と同様である。
このように、第1ESD保護素子PD1、第3ESD保護素子PD3の寄生容量と、上記インダクタLL3で示す寄生インダクタンスとで直列共振回路が構成され、第2ESD保護素子PD2、第3ESD保護素子PD3の寄生容量と、上記インダクタLL3で示す寄生インダクタンスとで直列共振回路が構成される。
図30は、図28に示した回路基板とは異なる回路基板上の信号線等に対する上記ESD保護デバイス11の接続構造を示す平面図である。図31は図30に示した構造の等価回路図である。
図30において、第1信号線SL1,SL2は回路基板上にそれぞれ連続的に形成されていて、ESD保護デバイス11の端子T11,T12は第1信号線SL1に接続される。同様に、ESD保護デバイス11の端子T21,T22は第2信号線SL2に接続される。ESD保護デバイス11の端子T31,T32はグランドパターンGNDに接続される。
図31に表れているように、第1信号線SL1と第1ESD保護素子PD1との間に、インダクタLL1で表す寄生インダクタンスが生じ、第2信号線SL2と第2ESD保護素子PD2との間に、インダクタLL2で表す寄生インダクタンスが生じる。また、グランドパターンGNDと第3ESD保護素子PD3との間にインダクタLL3で表す寄生インダクタンスが生じる。そして、第1ESD保護素子PD1、第2ESD保護素子PD2、第3ESD保護素子PD3には、オフ時にそれぞれ寄生容量が生じる。
このように、第1ESD保護素子PD1、第3ESD保護素子PD3の寄生容量と、上記インダクタLL1,LL3で示す寄生インダクタンスとで直列共振回路が構成され、第2ESD保護素子PD2、第3ESD保護素子PD3の寄生容量と、上記インダクタLL2,LL3で示す寄生インダクタンスとで直列共振回路が構成される。
図31におけるインダクタLL1は図30における、ワイヤWE11と電流経路L11とで構成される直列接続のインダクタと、ワイヤWE12と電流経路L12とで構成される直列接続のインダクタとの並列接続による合成インダクタである。インダクタLL3は図30におけるワイヤWE31,WE32と、これらに繋がる電流経路とで構成されるインダクタである。第2信号線SL21,SL22側の各インダクタについても、第1信号線側と同様である。
図29に示した回路と図31に示した回路とを比較すれば明らかなように、図29に示した、ESD保護素子の寄生容量と寄生インダクタLL3との直列共振回路の共振周波数は、図31に示した、ESD保護素子の寄生容量と寄生インダクタLL1(またはLL2),LL3との直列共振回路の共振周波数より高い。つまり、図28に示した構造は図30に示した構造に比べて信号線とグランドとの間に構成される共振回路の共振周波数は高い。
図32(A)、図32(B)は、回路基板上の信号線等に対するダイオードチップZDCの接続構造を示す平面図である。図28、図30では、パッケージ化されたESD保護デバイスを回路基板に実装する例を示したが、この図32(A)、図32(B)は、ダイオードチップZDCを回路基板に直接実装した例である。
図32(A)の例では、第1信号線SL11,SL12は回路基板上では分離されていて、ダイオードチップZDCの端子E11,E12を介して接続される。同様に、第2信号線SL21,SL22は回路基板上では分離されていて、ダイオードチップZDCの端子E21,E22を介して接続される。ダイオードチップZDCの端子E31,E32はグランドパターンGNDに接続される。
図32(B)の例では、第1信号線SL1,SL2は回路基板上にそれぞれ連続的に形成されていて、ダイオードチップZDCの端子E11,E12は第1信号線SL1に接続される。同様に、ダイオードチップZDCの端子E21,E22は第2信号線SL2に接続される。ダイオードチップZDCの端子E31,E32はグランドパターンGNDに接続される。
図32(A)に示した構成での等価回路は図29に示した回路と同様であり、図32(B)に示した構成での等価回路は図31に示した回路と同様である。したがって、図32(A)に示した構造は図32(B)に示した構造に比べて信号線とグランドとの間に構成される共振回路の共振周波数は高い。
本実施形態では、図28,図30に示したように、同一のESD保護デバイス11を用いながらも、回路基板に形成する信号線のパターンを定めるだけで、信号線とグランドとの間に構成される共振回路の共振周波数の高/低を選択できる。同様に、図32(A)、図32(B)に示したように、同一のダイオードチップZDCを用いながらも、回路基板に形成する信号線のパターンを定めるだけで、信号線とグランドとの間に構成される共振回路の共振周波数の高/低を選択できる。
また、本実施形態では、共振周波数が低くても使用可能である場合に、回路基板に、ストレートな、つまり簡素な導体パターンによる信号線を形成することができる。
《第10の実施形態》
第10の実施形態では、これまでに示したダイオードチップとは構造が異なるダイオードチップについて示す。
図33(A)は本実施形態のダイオードチップZDCの電極配置を示す平面図、図33(B)はその回路図、図33(C)はその縦断面図である。
本実施形態のダイオードチップZDCに構成されるESD保護回路は、二つのツェナーダイオードを備える。端子E11,E12は内部で導通していて、この端子E11,E12と接続点NPとの間に第1ツェナーダイオードZD1が接続されている。同様に、端子E21,E22は内部で導通していて、この端子E21,E22と接続点NPとの間に第2ツェナーダイオードZD2が接続されている。
図33(C)に表れているように、このダイオードチップZDCは、N型基板(N型の基材層)N-sub、このN型基板に形成されたN型エピタキシャル層Ne、このエピタキシャル層Neに形成されたN型拡散層Nz1,Nz2およびP型拡散層Pz1,Pz2を備える。N型拡散層Nz1とP型拡散層Pz1との接合層で第1ツェナーダイオードZD1が構成され、N型拡散層Nz2とP型拡散層Pz2との接合層で第2ツェナーダイオードZD2が構成される。
上記P型拡散層Pz1,Pz2の上部にアルミ配線AL1,AL2が形成されていて、その上部に再配線層RLが形成されている。この再配線層RLの上面に端子E1,E2および絶縁膜SRが形成されている。端子E1,E2は、ビアV1,V2を介して、アルミ配線AL1,AL2にそれぞれ接続されている。
また、N型基板N-subの裏面にバックメタルによる端子E3が形成されている。このバックメタルは、例えば下地にNiメッキ膜、表面にAuメッキ膜をそれぞれ形成したものである。
このように、第1ツェナーダイオードZD1および第2ツェナーダイオードZD2の接続点を、バックメタルを介して外部の回路(グランドパターン)に接続するように構成してもよい。
図34(A)は上記ダイオードチップZDCを内蔵するESD保護デバイスの内部構造を表す平面図である。図34(B)はその縦断面図である。
本実施形態のESD保護デバイス11内に設けられるダイオードチップZDCの構成は、図33(A)、図33(B)、図33(C)に示したとおりである。ESD保護デバイス11は、リードフレームにダイオードチップZDCを、導電性接着材CAを介してダイボンディングし、ダイオードチップZDCの各電極をリードフレームにワイヤボンディングしたものである。図34(A)に示す例では、ダイオードチップZDCの端子E11,E12,E21,E22をリードフレームの端子T11,T12,T21,T22にそれぞれワイヤを介して接続している。
図35(A)は本実施形態の別のダイオードチップZDCの電極配置を示す平面図、図35(B)はその回路図、図35(C)はその縦断面図である。
本実施形態のダイオードチップZDCに構成されるESD保護回路は、高電流ダイオードHSD1,HDS2、低電流ダイオードLSD1,LSD2、ツェナーダイオードZD1,ZD2を備える。端子E11,E12は内部で導通していて、この端子E11,E12と接続点NPとの間に、高電流ダイオードHSD1、低電流ダイオードLSD1、ツェナーダイオードZD1による第1ESD保護素子が接続されている。同様に、端子E21,E22は内部で導通していて、この端子E21,E22と接続点NPとの間に、高電流ダイオードHSD2、低電流ダイオードLSD2、ツェナーダイオードZD2による第2ESD保護素子が接続されている。
図35(C)に表れているように、このダイオードチップZDCは、P型基板(P型の基材層)P-sub、このP型基板に形成されたN型エピタキシャル層Ne、このエピタキシャル層Neに形成されたN型拡散層Nz1,Nz2、表面からP型基板P-subに達する素子分離用トレンチTを備える。上記エピタキシャル層NeはトレンチTによって分離されている。N型拡散層Nz1とP型基板P-subとの接合層で第1ツェナーダイオードZD1が構成され、N型拡散層Nz2とP型基板P-subとの接合層で第2ツェナーダイオードZD2が構成される。また、P型基板P-subとエピタキシャル層Neとの接合層で低電流ダイオードLSD1,LSD2が構成される。さらに、エピタキシャル層NeとP型拡散層Pd1,Pd2との接合層で高電流ダイオードHSD1,HSD2がそれぞれ構成される。
上記N型拡散層Nd1とP型拡散層Pd1とはアルミ配線AL1を介して接続され、上記N型拡散層Nd2とP型拡散層Pd2とはアルミ配線AL2を介して接続される。
アルミ配線AL1,AL2の上部には再配線層RLが形成されている。この再配線層RLの上面に端子E1,E2および絶縁膜SRが形成されている。端子E1,E2は、ビアV1,V2を介して、アルミ配線AL1,AL2にそれぞれ接続されている。
また、P型基板P-subの裏面にバックメタルによる端子E3が形成されている。
このように、第1ESD保護素子および第2ESD保護素子の接続点を、バックメタルを介して外部の回路(グランドパターン)に接続するように構成してもよい。
《その他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、ツェナーダイオードをESD保護素子として、またはESD保護素子の主要部として、構成する例を示したが、高電圧の印加時に抵抗値が低下する、バリスタなどの非直線性抵抗素子を用いることもできる。また、高電圧の印加時にスパークギャップ間で放電して抵抗値が低下する放電素子を用いることもできる。
また、以上に示した各実施形態では、第3インダクタL3を導体パターンで構成する例を示したが、チップ部品としてのインダクタを、コモンモードチョークコイルを構成する積層体内や積層体上に設けてもよい。また、上記チップ部品としてのインダクタを回路基板に実装してもよい。
また、以上に示した各実施形態では、第1インダクタL1とその寄生容量C1とでLC回路を構成し、第2インダクタL2とその寄生容量C2とでLC回路を構成したが、チップ部品としてのキャパシタを第1インダクタL1、第2インダクタL2にそれぞれ接続してもよい。
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
AL1,AL2,AL3…アルミ配線
C1,C2…寄生容量
CA…導電性接着材
CMCC…コモンモードチョークコイル
Czd1,Czd2,Czd3…寄生容量
D1…第1ダイオード
D2…第2ダイオード
D3…第3ダイオード
D4…第4ダイオード
D5…第5ダイオード
D6…第6ダイオード
DTL…差動伝送線路
E1,E2,E3…端子
E11,E12,E21,E22…端子
GND…グランドパターン
L1…第1インダクタ
L1a,L1b,L1c,L1d,L1e…導体パターン
L2…第2インダクタ
L2a,L2b,L2c,L2d,L2e…導体パターン
L3…第3インダクタ
LM11,LM12,LM21,LM22…整合用インダクタ
MR…モールド樹脂
N1,N2,N3…N型拡散層
Nd1,Nd2,Nd3…N型拡散層
Ne,Ne1,Ne2,Ne3…エピタキシャル層
Ne11,Ne12…エピタキシャル層
Ne21,Ne22…エピタキシャル層
Ne31,Ne32…エピタキシャル層
NP…接続点
N-sub…N型基板
Nz1,Nz2,Nz3…N型拡散層
P1〜P6…端子
PC…ESD保護回路
Pd1,Pd2,Pd3…P型拡散層
PD1…第1ESD保護素子
PD2…第2ESD保護素子
PD3…第3ESD保護素子
Pe…エピタキシャル層
P-sub…P型基板
Pz1,Pz2…P型拡散層
RL…再配線層
SL1,SL11,SL12…第1信号線
SL2,SL21,SL22…第2信号線
SR…絶縁膜
SR1…第1直列共振回路
SR2…第2直列共振回路
T…素子分離用トレンチ
T11,T12,T21,T22,T31,T32,T3…端子
V1,V2,V3…ビア
W11,W13,W14,W21,W22,W23,W24…導体パターン
WE11,WE12,WE21,WE22,WE31,WE32…ワイヤ
ZD1…第1ツェナーダイオード(第1ESD保護素子)
ZD2…第2ツェナーダイオード(第2ESD保護素子)
ZD3…第3ツェナーダイオード(第3ESD保護素子)
ZDC…ダイオードチップ
11…ESD保護デバイス
101,102…フィルタ
201…回路基板

Claims (11)

  1. 第1信号線と、第2信号線とを含み、高周波信号を伝送する差動伝送線路と、
    前記第1信号線に挿入された第1インダクタと、前記第2信号線に挿入され、前記第1インダクタと磁界結合する第2インダクタとを含むコモンモードチョークコイルと、
    ESD保護回路と、を備え、
    前記ESD保護回路は、
    前記第1信号線と前記第2信号線との間に接続された第1ESD保護素子および第2ESD保護素子の直列回路と、前記第1ESD保護素子および前記第2ESD保護素子の接続点とグランドとの間に接続された第3ESD保護素子と、前記第3ESD保護素子に対して直列に接続される、インダクタ素子または寄生インダクタンス成分による第3インダクタと、を含み、
    前記第1ESD保護素子の寄生容量、前記第3ESD保護素子の寄生容量および前記第3インダクタで第1直列共振回路が構成され、前記第2ESD保護素子の寄生容量、前記第3ESD保護素子の寄生容量および前記第3インダクタで第2直列共振回路が構成され、
    前記第1ESD保護素子および前記第2ESD保護素子の寄生容量は実質的に等しく、
    前記第3ESD保護素子の寄生容量は、前記第1ESD保護素子の寄生容量および前記第2ESD保護素子の寄生容量よりも大きい、
    フィルタ。
  2. 前記第3インダクタは1ターン未満のコイル状または直線状の導体パターンで構成される、請求項1に記載のフィルタ。
  3. 前記差動伝送線路、前記コモンモードチョークコイル、および前記ESD保護回路は単一の基材に設けられている、請求項1または2に記載のフィルタ。
  4. 前記基材に形成され、前記差動伝送線路に繋がる入出力端子を備え、
    前記ESD保護回路と前記コモンモードチョークコイルとは前記基材の平面視で重なり、且つ前記ESD保護回路は、前記コモンモードチョークコイルに比べ、前記基材の前記入出力端子寄りの位置に配置される、請求項3に記載のフィルタ。
  5. 前記基材の平面視で、前記第3インダクタは前記第1インダクタおよび前記第2インダクタには重ならない、請求項3または4に記載のフィルタ。
  6. 前記第1ESD保護素子は、第1ツェナーダイオードと、当該第1ツェナーダイオードに対して、前記第1ツェナーダイオードの順バイアス電流を阻止する方向に直列接続された第1ダイオードと、前記第1ツェナーダイオードと前記第1ダイオードとの直列回路に対して、前記第1ダイオードとは逆極性で並列接続された第2ダイオードとを含んで構成され、
    前記第2ESD保護素子は、第2ツェナーダイオードと、当該第2ツェナーダイオードに対して、前記第2ツェナーダイオードの順バイアス電流を阻止する方向に直列接続された第3ダイオードと、前記第2ツェナーダイオードと前記第3ダイオードとの直列回路に対して、前記第3ダイオードとは逆極性で並列接続された第4ダイオードとを含んで構成された、請求項1から5のいずれかに記載のフィルタ。
  7. 前記第3ESD保護素子は、第3ツェナーダイオードと、当該第3ツェナーダイオードに対して、前記第3ツェナーダイオードの順バイアス電流を阻止する方向に直列接続された第5ダイオードと、前記第3ツェナーダイオードと前記第5ダイオードとの直列回路に対して、前記第5ダイオードとは逆極性で並列接続された第6ダイオードとを含んで構成される、請求項1から6のいずれかに記載のフィルタ。
  8. 前記ESD保護回路の前段、後段、またはその両方に、前記差動伝送線路に挿入された整合用インダクタを更に備える、請求項1から7のいずれかに記載のフィルタ。
  9. 前記ESD保護回路は、基材層と、当該基材層に形成されたエピタキシャル層と、を含み、第1端子、第2端子および第3端子が形成された半導体基板を備え、
    前記接続点は前記基材層であり、
    前記第1ESD保護素子は、前記基材層と前記第1端子との間の前記エピタキシャル層に形成され、第1高電流ダイオードと第1低電流ダイオードとを含む第1並列回路を有し、
    前記第2ESD保護素子は、前記基材層と前記第2端子との間の前記エピタキシャル層に形成され、第2高電流ダイオードと第2低電流ダイオードとを含む第2並列回路を有し、
    前記第3ESD保護素子は、前記基材層と前記第3端子との間の前記エピタキシャル層に形成され、第3高電流ダイオードと第3低電流ダイオードとを含む第3並列回路を有し、
    前記第3ESD保護素子は、前記エピタキシャル層の、前記第1ESD保護素子と前記第2ESD保護素子との間の領域に形成され、
    前記第1高電流ダイオードと前記第1低電流ダイオードとの配列方向、前記第2高電流ダイオードと前記第2低電流ダイオードとの配列方向、前記第3高電流ダイオードと前記第3低電流ダイオードとの配列方向のそれぞれは、前記第1ESD保護素子、前記第2ESD保護素子および前記第3ESD保護素子の配列方向に対して直交し、
    前記半導体基板の平面視で、前記第1高電流ダイオードと前記第2高電流ダイオードとの間の領域に前記第3低電流ダイオードが形成され、前記第1低電流ダイオードと前記第2低電流ダイオードとの間の領域に前記第3高電流ダイオードが形成された、
    請求項1から8のいずれかに記載のフィルタ。
  10. 前記第3高電流ダイオードの形成領域は、前記第1高電流ダイオードの形成領域および前記第2高電流ダイオードの形成領域よりも大きく、前記第3低電流ダイオードの形成領域は、前記第1低電流ダイオードの形成領域および前記第2低電流ダイオードの形成領域よりも大きい、請求項9に記載のフィルタ。
  11. 前記ESD保護回路は、基材層と、当該基材層に形成されたエピタキシャル層と、を含み、第1端子、第2端子および第3端子が形成された半導体基板を備え、
    前記接続点は前記基材層であり、
    前記第1ESD保護素子は、前記基材層と前記第1端子との間の前記エピタキシャル層に形成され、第1高電流ダイオードと第1低電流ダイオードとを含む第1並列回路を有し、
    前記第2ESD保護素子は、前記基材層と前記第2端子との間の前記エピタキシャル層に形成され、第2高電流ダイオードと第2低電流ダイオードとを含む第2並列回路を有し、
    前記第3ESD保護素子は、前記基材層と前記第3端子との間の前記エピタキシャル層に形成されたツェナーダイオードを有し、
    前記第3ESD保護素子は、前記エピタキシャル層の、前記第1ESD保護素子と前記第2ESD保護素子との間の領域に形成され、
    前記第1高電流ダイオードと前記第1低電流ダイオードとの配列方向、前記第2高電流ダイオードと前記第2低電流ダイオードとの配列方向のそれぞれは、前記第1ESD保護素子、前記第2ESD保護素子および前記第3ESD保護素子の配列方向に対して直交し、
    前記半導体基板の平面視で、前記第1高電流ダイオードと前記第2高電流ダイオードとの間の領域、且つ前記第1低電流ダイオードと前記第2低電流ダイオードとの間の領域に前記ツェナーダイオードが形成された、
    請求項1から8のいずれかに記載のフィルタ。
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