JPH05206380A - Mos型半導体装置 - Google Patents

Mos型半導体装置

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JPH05206380A
JPH05206380A JP30745491A JP30745491A JPH05206380A JP H05206380 A JPH05206380 A JP H05206380A JP 30745491 A JP30745491 A JP 30745491A JP 30745491 A JP30745491 A JP 30745491A JP H05206380 A JPH05206380 A JP H05206380A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mosfet
region
gate electrode
drive circuit
diode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP30745491A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Mihara
孝行 三原
Satoshi Sueyoshi
聡 末吉
Hideyuki Uchino
秀幸 内野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 MOSFETの駆動回路を保護する手段に特
徴を有するMOS型半導体装置に関し、忠実な波形の増
幅、あるいは、正確なスイッチング動作を維持したまま
でゲートからの放電電流が駆動回路に流入するのを低減
する。 【構成】 第1のMOSFET34のゲート電極18と
この第1のMOSFET34を駆動する駆動回路30の
間にダイオード36が接続され、このダイオード36の
両端の電圧がゲート電極19に印加され、ドレイン電極
26が第1のMOSFET34のゲート電極18に接続
され、ソース電極28が第1のMOSFET34のソー
ス電極23に接続されており、ゲート電極19に印加さ
れた電圧によって第1のMOSFET34のゲート電荷
を放電する第2のMOSFET35が設けられている。
この場合、ダイオード36と第2のMOSFET35が
第1のMOSFET34の上に絶縁層17を介して形成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、MOS型半導体装置、
特に、MOSFETの駆動回路を保護する手段に特徴を
有するMOS型半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のMOS型半導体装置の説
明図である。41は駆動回路、42はMOSFET、4
3は負荷である。
【0003】この回路においては、MOSFET42の
ドレイン電極Dに負荷43が接続され、ソース電極Sが
接地されている。そして、ゲート電極Gに駆動回路41
が接続されている。
【0004】このMOSFET42がパワーMOSFE
Tである場合は、ゲート入力容量が大きいため大きい充
電電流と放電電流が流れる。そして、駆動回路の出力段
の半導体素子が耐圧が低い薄膜トランジスタである場
合、あるいは、駆動回路が流入電流によって正常な動作
が損なわれるような回路である場合等、駆動回路に流入
する放電電流を何らかの手段によって制限する必要があ
る。
【0005】図4(A)〜(C)は、従来の電流制限回
路付MOS型半導体装置の説明図である。この図におい
て、51は駆動回路、52は電流制限抵抗、53はMO
SFET、54は負荷である。
【0006】この回路においては、MOSFET53の
ドレイン電極Dに負荷54が接続され、ソース電極Sが
接地されている。そして、MOSFET53のゲート電
極Gと駆動回路51の間に電流制限抵抗52が接続され
ている。この回路では、MOSFET53のゲート電極
Gと駆動回路51の間に電流制限抵抗52が接続されて
いるため、駆動回路に流入する放電電流を制限すること
ができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、駆動回
路51から図4(B)のような矩形波電圧を印加した場
合、このパワーMOSFET53の出力波形は、図4
(C)のように、電流制限抵抗52のR値が増大するに
従って、上昇と下降に遅れを生じ、忠実な波形の増幅が
不可能であり、あるいは、スイッチングタイムに遅れを
生じるという問題があった。
【0008】本発明は、スイッチングタイムに遅れを生
じない電流制限回路を外付けし、もしくは、同等の回路
を駆動回路またはパワーMOSFET内に設けることに
よって、忠実な波形の増幅、あるいは、正確なスイッチ
ング動作を維持したままでゲートからの放電電流が駆動
回路に流入するのを低減することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるMOS型
半導体装置においては、第1のMOSFETのゲート電
極と該第1のMOSFETを駆動する駆動回路の間にダ
イオードを接続し、このダイオードの両端の電圧をゲー
ト電極に印加し、ドレイン電極を第1のMOSFETの
ゲート電極に接続し、ソース電極を第1のMOSFET
のソース電極に接続し、ゲート電極に印加される電圧に
よって第1のMOSFETのゲート電荷を放電する第2
のMOSFETを設けた構成を採用した。またこの場
合、ダイオードと第2のMOSFETを第1のMOSF
ETの上に絶縁層を介して形成した構成を採用した。
【0010】
【作用】図1は、本発明の原理説明回路図である。この
図において、1は駆動回路、2はダイオード、3はnチ
ャネルMOSFET、4は負荷抵抗、5は放電用pチャ
ネルMOSFET、Aはアノード、Kはカソード、
1 、G2 はゲート電極、D1 、D2 はドレイン電極、
1 、S2 とソース電極である。
【0011】本発明の半導体装置はこの図に示されてい
るように、nチャネルMOSFET3のドレイン電極D
1 は負荷に接続され、ソース電極S1 は接地されてい
る。そして、このnチャネルMOSFET3のゲート電
極G1 はダイオード2を経て駆動回路1に接続されてお
り、このダイオード2のカソードKに放電用pチャネル
MOSFET5のドレインD2 が接続され、アノードA
に放電用pチャネルMOSFET5のゲート電極G2
接続されている。また、nチャネルMOSFET3のソ
ース電極S1 と放電用pチャネルMOSFET5のソー
ス電極S2 はともに接地されている。
【0012】この回路において、駆動回路からオン信号
が出力すると、その信号はダイオード2を通してnチャ
ネルMOSFET3のゲート電極G1 に印加されるが、
この際、ダイオード2が順方向であるためそのアノード
A、カソードK間の電位差が小さく、放電用pチャネル
MOSFET5はオンしない。
【0013】そして、駆動回路の信号がオフになると、
nチャネルMOSFET3のゲート容量に蓄積されてい
た電荷が放電されるが、ダイオード2が逆方向であるた
め、アノードA、カソードK間の電位差が大きくなり、
負の電圧がゲート電極G2 にかかり、放電用pチャネル
MOSFET5はオンし、nチャネルMOSFET3の
ゲート電極の電荷はドレイン電極D2 、ソース電極S2
を通って接地され、駆動回路1への流入が防止される。
【0014】この説明では、回路的には、nチャネルM
OSFET3にダイオード2と放電用pチャネルMOS
FET5からなる放電回路が付加されているが、半導体
チップのサイズを変えることなく、nチャネルMOSF
ET3の耐圧ガード部に放電回路のp−MOSFETを
設けることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。図2
は、本発明の一実施例の構成説明図である。この図にお
いて、11は電極、12、16はn+ 領域、13はn-
領域、14はp+ 領域、15はp領域、17、22、2
5は絶縁層、18、19は導電性ポリシリコンゲート電
極、20はp型領域、21はn型領域、23は導電性ポ
リシリコンソース領域、24、29は導電性ポリシリコ
ン層、26はp+ ドレイン領域、27はn+ チャネル領
域、28はp+ ソース領域、30は駆動回路、31は負
荷、32はVDD端子、33はシリコン基板、34はnチ
ャネルMOSFET、35はpチャネル放電用MOSF
ET、36はダイオードである。
【0016】この実施例は、nチャネル縦型パワーMO
SFETに本発明を適用したものである。この実施例に
おいては、図示されているように、n+ 領域12、n-
領域13、p+ 領域14、p領域15、n+ 領域16か
らなるシリコン基板33の上面を熱酸化して絶縁層17
を形成し、その上にCVDによって導電性ポリシリコン
ゲート電極18,19、導電性ポリシリコンソース領域
23を形成、ポリシリコン層の一部にアルゴンイオンを
注入して溶融し再結晶させてp型領域20とn領域21
からなるダイオード36を形成している。
【0017】そして、この導電性ポリシリコンゲート電
極18,19、p型領域20、n領域21の絶縁すべき
部分を除去した後、表面を熱酸化して絶縁層22を形成
している。つぎに、この絶縁層22の下層と接続する部
分の除去した後に、ポリシリコン層を形成し、その一部
にアルゴンイオンを注入して溶融し再結晶させてp+
レイン領域26、n+ チャネル領域27、p+ ソース領
域28、導電性ポリシリコンゲート電極19を形成して
いる。
【0018】最後に、その上に導電性ポリシリコンの配
線層29を形成し、駆動回路30、負荷31、VDD端子
32を接続し、他に必要な図示の配線を行っている。
【0019】なお、導電性ポリシリコンソース領域2
3、n- 領域13、p+ 領域14からなるドレイン領
域、p領域15からなるチャネル領域、導電性ポリシリ
コンゲート電極18によってnチャネルMOSFET3
4が構成され、p+ ドレイン領域26、n+ チャネル領
域27、p+ ソース領域28、導電性ポリシリコンの配
線層29、導電性ポリシリコンゲート電極19によって
pチャネル放電用MOSFET35が構成される。
【0020】なお、上記の実施例においては、pチャネ
ル放電用MOSFET35とダイオード36を別のポリ
シリコン層によって形成しているが、同一のポリシリコ
ン層によって形成することもできる。
【0021】この実施例によると、上記のpチャネル放
電用MOSFET35とダイオード36が絶縁層によっ
てnチャネルMOSFET34と隔てられているため、
相互に電気的な影響を及ぼすことがなく、本来必要なn
チャネルMOSFET34のp+ 領域14からなる耐圧
ガード部(ガードリング)に形成することができ、この
付加回路によって集積度を損なうことがない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ゲート電極の入力容量が大きいパワーMOSFET
において、ゲート電極に蓄積された電荷が放電して駆動
回路に流入して障害を生じるのを防ぎ、かつ、スイッチ
ングタイムの遅れを低減する回路を半導体チップのサイ
ズを大きくすることなく設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明回路図である。
【図2】本発明の一実施例の構成説明図である。
【図3】従来のMOS型半導体装置の説明図である。
【図4】(A)〜(C)は従来の電流制限回路付MOS
型半導体装置の説明図である。
【符号の説明】
11 電極 12,16 n+ 領域 13 n- 領域 14 p+ 領域 15 p領域 17,22,25 絶縁層 18,19 導電性ポリシリコンゲート電極 20 p型領域 21 n型領域 23 導電性ポリシリコンソース領域 24,29 導電性ポリシリコン層 26 p+ ドレイン領域 27 n+ チャネル領域 28 p+ ソース領域 30 駆動回路 31 負荷 32 VDD端子 33 シリコン基板 34 nチャネルMOSFET 35 pチャネル放電用MOSFET 36 ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/784 H03K 17/687

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のMOSFETのゲート電極と該第
    1のMOSFETを駆動する駆動回路の間にダイオード
    が接続され、該ダイオードの両端の電圧がゲート電極に
    印加され、ドレイン電極が第1のMOSFETのゲート
    電極に接続され、ソース電極が第1のMOSFETのソ
    ース電極に接続されており、ゲート電極に印加される電
    圧によって第1のMOSFETのゲート電荷を放電する
    第2のMOSFETが設けられたことを特徴とするMO
    S型半導体装置。
  2. 【請求項2】 ダイオードと第2のMOSFETが第1
    のMOSFETの上に絶縁層を介して形成されたことを
    特徴とする請求項1記載のMOS型半導体装置。
JP30745491A 1991-11-22 1991-11-22 Mos型半導体装置 Withdrawn JPH05206380A (ja)

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JP30745491A JPH05206380A (ja) 1991-11-22 1991-11-22 Mos型半導体装置

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JPH05206380A true JPH05206380A (ja) 1993-08-13

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JP (1) JPH05206380A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010062934A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Denso Corp スイッチング素子駆動装置
JP2012175457A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Shindengen Electric Mfg Co Ltd スイッチング回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010062934A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Denso Corp スイッチング素子駆動装置
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Date Code Title Description
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Effective date: 19990204