JPH03228367A - 集積回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は半導体集積回路の電子回路形成手法に関する。

［従来の技術］ 従来より半導体集積回路の電源供給を少しでも容易にす
べ（、半導体集積回路に電源用の電子回路を組み込むこ
とは考えられていた。例えば直流電源系の電圧が著しく
異なる集積回路を電子機器に組み込む場合には、電子機
器の他の電子回路用電源と共存が可能となり、かつでき
る限り外付けの部品点数を減らす目的で集積回路の電源
入口に直流安定化電源回路を組むなどの試みがその好例
である。

［発明が解決しようとする課題］ 現在ではチョッパ型電源技術の普及により商用電源から
所望の直流電源を作り出すことが容易になっているが、
電子機器への組み込みスペースは使めて大きいといわざ
るをえない。このような問題は軽薄短小化が好まれる今
日においてはますます無視できない状況にある。

本発明は、かかる技錆課題を大幅に緩和するための集檀
回路のあり方に目を向け、その課題の解決に有効な手法
を提供することを目的としている［課題を解決するため
の手段］ 本発明では課題解決の具体的手段として、集積回路基板
、前記集積回路基板上に形成された電子回路、前記電子
回路の製造過程において形成される、前記集積回路基板
と配線層との絶縁分離薄膜前記薄膜上に形成されるｐｎ
接合整流手段とを有し、前記ｐｎ接合整流手段は前記集
積回路基板上に形成された前記電子回路の電源配線に接
続され、かつ前記整流手段のカソードが前記電子回路の
高電位側電源配線に、アノードが前記電子回路の低電位
側電源配線に接続される。

ように配置したことを特徴とする。

［実施例コ 以下具体的実施例をとおして本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の基本構成図である。図中１は整流手段
、２は薬種回路ブロック、３，４は商用電源（交流）入
力端子、５は集積回路ブロックの高電位電源線、６は集
檀回路ブロックの低電位電源線、７は外付はコンデンサ
である。

商用電源が３，４０入力端子に印加されると、商用電源
は整流手段１によって整流され、商用電源の周波数もし
くはその２倍の周波数の変動を有する準直流電圧（脈流
）に変換される。そしてその準直流電圧は外付けされた
コンデンサ７に蓄えられ、平滑化される。

一方集積回路ブロック２はコンデンサ７によって平滑化
された電圧が印加され、動作する。

以上のように整流手段を集積化することにより、薬種回
路全体に商用電源を印加することが可能になる。

第２図は本発明の具体的構成例を示す。１′は整流手段
、２は薬種回路ブロック、３／、４／は商用電源入力端
子、５は薬種回路ブロック２の高電位電源線、６は薬種
回路ブロック２の低電位電源線、７はコンデンサ、８，
９，１０，１１は薬種回路ブロックと同一基盤上に形成
されたｐｎ接合ダイオードである。ここで整流手段１′
はｐｎ接合ダイオード８〜１１によって構成され、両波
整流、即ち３′　　４′の入力端子に印加された商用電
源の電圧極性が時間と共に正電圧、負電圧に入れ替わる
周期に同期して整流動作を行う。まず商用電源が６′に
正電圧、４′に負電圧という状態で印加された場合を考
えると、３′から入った正電圧はダイオード８のアノー
ドに加わる。そしてダイオード８のカソードから流出し
た電流は薬種回路ブロック２の高電位側電源線５−〉集
権回路ブロック内部−〉集積回路ブロック２の低電位側
電源線６　の経路を経てダイオード１０のアノードに入
る。ダイオード１０はこのとき順方向（即ち電流を流す
方向）に電圧印加されるため、導通し、ダイオード１０
０カソードから４′の商用電源（負電圧）へと流れ込む
。

次に逆の動作を考える。即ち商用電源が４′に正電圧、
５′に負電圧という状態で印加された場合を考えると、
４′か、ら入った正電圧はダイオード９のアノードに加
わる。そしてダイオード９０カソードから流出した電流
は集積回路ブロック２の高電位側電源線５−〉集積回路
ブロック内部−〉集積回路ブロック２の低電位側電源線
６　の経路を経てダイオード１１のアノードに入る。ダ
イオード１１はこのとき順方向（即ち電流を流す方向）
に電圧印加されるため、導通し、ダイオード１１のカソ
ードから３′の商用電源（負電圧）へと流れ込む。以上
の説明から明らかなよ５に商用電源の電圧極性の交番動
作に合わせ、ダイオード８〜１１で構成される整流手段
が薬種回路ブロック２にかかる電源の慣性を一方向に揃
えるため、薬種回路ブロック２は正常に動作することが
可能になる。

第３図は第２図に示した整流手段の集積平面図である。

図中５“、４“は商用電源入力用金属配線、５′は集積
回路ブロックの高電位供給用金属配線、６′は集積回路
ブロックの低電位供給用金属配線、３１．５２は絶縁層
上に形成された半導体領域、５３，５４，５５．５６は
３１．３２の半導体領域に形成されたｐｎ接合境界、３
７，３ｓ、３９，４ｏ、４１．４２は電源用金属配線（
Ｓ　／／　、　４“　５　／’　、　、ｓ　／　）と半
導体領域６１，３２とを電気的に接続するためのコンタ
クトホール（絶縁層の穴）である。

第４図は整流手段集積部の断面図である。図中４“は商
用電源人力用金属層、５′は集積回路フロックの高電位
供給用金属配線、６′は集積回路ブロックの低電位供給
用金属配線、５１は集積回路形成用半導体基板、５２は
シリコン酸化絶縁膜４５．４４は絶縁膜４２の上に形成
された半導体領域、４５，４６，４７．４８は金属配線
層との電気的接続のためのコンタクトホール、４９は半
導体領域４３．４４と金属配線層を電気的に分離するた
めの絶縁膜、５０は半導体集積回路の最終工程で形成さ
れる不活性化膜（パシベーション膜）である。

このように絶縁層の上に整流手段を形成するのは、整流
用の半導体素子を基板４１がも完全に絶縁分離し、寄生
夕゛イオードを排除するためである従って例えばＳ　Ｏ
Ｓ　（５ｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　５ａｐｈｉｒｅ）、ＳＯ
工（５ｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　工ｎ５ｕｌａｔｏｒ　）Ｓ
　Ｉ　Ｐ　ＯＸ　（５ｉｌｉｃｏｎ工ｍｐｌａｎｔｅｄ
　０ｘｉｄａｔｉｏｎ　）　などと呼ばれる絶縁分離技
術においてはさらに簡便な構造で実現することができる
。なぜならそれらはｐｎ接合の逆方向バイアスによるＡ
予分離ではなく、電気的に完全独立した素子群を絶縁性
の基板上に形成できるからである。

［発明の効果コ 以上説明してきたように本発明を実施すれば、直流電源
を電子機器に組み込む必要性が極めて低くなり、電子機
器の高密度組立が容易になる。

また本発明によれば従来の集積回路のように、電源のＷ
ＦＥ印加方法を誤って集積回路を破壊させることを防止
することができる。

本発明は広範囲に応用できる。例えば自動車に搭載する
電子機器ではエンジンの動力で発電された交流電圧を直
接利用することが可能になる。またその他電気釜、電気
掃除機、電気洗濯機等など日常の家庭電化製品について
はそのほとんどに応用がきく。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は本発明の具体的
構成例の図、第３図は本発明の集積回路平面図、第４図
は本発明の薬種回路断面図。 図中 １．１′・・・・・・・・・・・・・・・整流手段２．
２’、２“・・・・・・集積回路ブロック３　、３　／
　　、　３　／／・・・・・・商用電源入力端子４．４
′　　４″・・・・・・商用電源入力端子５、ｓ’、ｓ
“・・・・・・集積回路ブロック高電位線６＆６’ｖ６
“・・・・・・集積回路ブロック低電位線３１．３２・
・・・・・・・・・・・絶縁膜上の半導体領域４３．４
４・・・・・・・・・・・・絶縁膜上の半導体領域第２
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 集積回路基板、前記集積回路基板上に形成された電子回
   路、前記電子回路の製造過程において形成される、前記
   集積回路基板と配線層との絶縁分離薄膜、前記薄膜上に
   形成されるｐｎ接合整流手段とを有し、前記ｐｎ接合整
   流手段は前記集積回路基板上に形成された前記電子回路
   の電源配線に接続され、かつ前記整流手段のカソードが
   前記電子回路の高電位側電源配線に、アノードが前記電
   子回路の低電位側電源配線に接続されることを特徴とす
   る集積回路。