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公開番号2025170993
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024075915
出願日2024-05-08
発明の名称半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10D 84/80 20250101AFI20251113BHJP()
要約【課題】寄生トランジスタが半導体素子から電流を引っ張って生じる不具合を抑制する。
【解決手段】半導体装置10は、第1導電型の半導体基板20、半導体基板20に形成された第1、第2及び第3の第2導電型領域30、40、50、第1及び第2トランジスタ31、41、電流補充回路70を備える。第1、第2及び第3の第2導電型領域30、40、50は、互いに間隔をおいて配置されており、第1及び第2トランジスタ31、41は第1及び第2の第2導電型領域30、40に形成されている。第1の第2導電型領域30と、第2及び第3の第2導電型領域40、50との間には、半導体基板20を介して第1及び第2寄生トランジスタ80、90が形成される。電流補充回路70は、第1及び第2寄生トランジスタ80、85のオン中に、第2寄生トランジスタ85の寄生電流IsubBに対応する電流値の補充電流IsubB1を、第2の第2導電型領域40に入力させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１導電型の半導体基板と、
前記半導体基板に形成された第１の第２導電型領域と、
前記第１の第２導電型領域に形成された第１トランジスタと、
前記半導体基板に形成され、前記第１の第２導電型領域と間隔をおいて配置された第２の第２導電型領域と、
前記第２の第２導電型領域に形成された第２トランジスタと、
前記半導体基板に形成され、前記第１の第２導電型領域及び前記第２の第２導電型領域と間隔をおいて配置された第３の第２導電型領域と、
前記半導体基板を介して前記第１の第２導電型領域と前記第２の第２導電型領域との間に形成される第１寄生トランジスタ、及び、前記第１の第２導電型領域に等しい電位の第２導電型領域と前記第３の第２導電型領域との間に前記半導体基板を介して形成される第２寄生トランジスタのオン中に、前記第２寄生トランジスタを流れる寄生電流に対応する電流値の補充電流を、前記第２の第２導電型領域に入力させる電流補充回路と、
を備える半導体装置。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記第２寄生トランジスタは、前記第１の第２導電型領域と前記第３の第２導電型領域との間に前記半導体基板を介して形成される請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記補充電流の電流値は、前記第１寄生トランジスタのオン中に前記第１寄生トランジスタを流れる寄生電流の電流値と等しい請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２の第２導電型領域の電位に基づいてアンプが過熱保護信号を出力する過熱保護回路をさらに備え、前記第２トランジスタは、前記過熱保護回路のバイポーラトランジスタである、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記過熱保護信号により制御される保護対象回路をさらに備える、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２トランジスタは、電力変換回路の出力経路上で制御信号によりオンオフされるトランジスタである、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
外部回路が接続される外部端子をさらに備え、前記電力変換回路は、負電圧を出力するＤＣＤＣコンバータであり、前記外部端子は、前記ＤＣＤＣコンバータの出力に連なる端子である、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
外部回路が接続される外部端子と、前記外部端子にカソードが接続されるダイオードを有する静電気放電保護素子とをさらに備え、前記補充電流は、前記ダイオードのカソード側において前記第２の第２導電型領域に入力される、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記外部回路は交流電動機である、請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第３の第２導電型領域に形成された第３トランジスタをさらに備える請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
アース電位に接続されたスイッチングトランジスタのオフ制御時に寄生トランジスタが形成されると、寄生トランジスタは、スイッチングトランジスタと同一の半導体基板に設けられた別の半導体素子から電流を引っ張り、寄生電流を流れさせる。ガードリングは、寄生電流への対策に用いることができる。一例として、電源とアース電位間に接続された第１、第２スイッチングトランジスタのオン・オフ制御により負荷を駆動する回路において、第１、第２スイッチングトランジスタと同一の半導体基板にガードリングを設けることが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００１－７７６８２号公報
【０００４】
［概要］
半導体基板に設けるガードリングは、ガードリングの外側の半導体素子から寄生トランジスタが電流を引っ張るのを抑制する。しかし、ガードリングを半導体基板に設ける方法では、ガードリングに対する半導体素子の配置次第で、寄生トランジスタが半導体素子から電流を引っ張ることを抑制できない可能性がある。
【０００５】
本開示の目的は、半導体基板を含む領域に形成される寄生トランジスタが半導体基板上の半導体素子から電流を引っ張ることで生じる不具合を抑制する半導体装置を提供することにある。
【０００６】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様では、第１導電型の半導体基板と、半導体基板に形成された第１、第２及び第３の第２導電型領域と、第１及び第２トランジスタと、電流補充回路と、を備える半導体装置を提供する。第１の第２導電型領域と第２の第２導電型領域と第３の第２導電型領域とは間隔をおいて配置されており、第１トランジスタは第１の第２導電型領域に形成され、第２トランジスタは第２の第２導電型領域に形成されている。第１の第２導電型領域と第２の第２導電型領域との間には、半導体基板を介して第１寄生トランジスタが形成される。第１の第２導電型領域に対応する電位の第２導電型領域と第３の第２導電型領域との間には、半導体基板を介して第２寄生トランジスタが形成される。電流補充回路は、第１寄生トランジスタ及び第２寄生トランジスタのオン中に、第２寄生トランジスタを流れる寄生電流に対応する電流値の補充電流を、第２の第２導電型領域に入力させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１実施形態に係る半導体装置の縦構造を示す図である。
図２は、図１の半導体装置を用いた過熱保護回路を内蔵する集積回路の一例の要部を示す回路図である。
図３は、図１の半導体装置の第３トランジスタに代わるｎ型エピタキシャル層の縦構造を示す図である。
図４は、第２実施形態に係る、耐圧保護回路に用いる半導体装置の縦構造を示す図である。
【０００８】
［詳細な説明］
以下、複数の実施形態に係わる半導体装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【０００９】
なお、以下で説明する実施形態は、包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の設置位置及び接続形態は、一例であり、本開示に限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。さらに、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。また、以下の実施形態及びその変形例には、同様の構成要素が含まれている場合があり、同様の構成要素には共通の符号を付与し、重複する説明を省略する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１、図２を参照して、第１実施形態に係る半導体装置の構成を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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