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JPH07202129A - 温度検出用ダイオード付パワーmosfet - Google Patents

温度検出用ダイオード付パワーmosfet

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JPH07202129A
JPH07202129A JP5335188A JP33518893A JPH07202129A JP H07202129 A JPH07202129 A JP H07202129A JP 5335188 A JP5335188 A JP 5335188A JP 33518893 A JP33518893 A JP 33518893A JP H07202129 A JPH07202129 A JP H07202129A
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JP
Japan
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diode
temperature
layer
polycrystalline silicon
semiconductor device
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JP5335188A
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JP2630242B2 (ja
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Kazumi Yamaguchi
和己 山口
Masami Sawada
雅己 沢田
Manabu Yamada
学 山田
Yoshizo Hagimoto
佳三 萩本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/101Integrated devices comprising main components and built-in components, e.g. IGBT having built-in freewheel diode
    • H10D84/141VDMOS having built-in components
    • H10D84/143VDMOS having built-in components the built-in components being PN junction diodes
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    • H10D84/144VDMOS having built-in components the built-in components being PN junction diodes in antiparallel diode configurations

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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体装置において、温度上昇により素子が破
壊されるのを防止し、かつ、温度検出用ダイオードの静
電耐量を向上させる。 【構成】半導体素子と同一基板上に温度検出用多結晶シ
リコンダイオードを形成し、かつ、温度検出用ダイオー
ドを、互いに逆方向で並列接続(個々のダイオードのア
ノードとカソードを接続し2本の端子とする)したこと
により、半導体素子の温度上昇による熱破壊を防止し、
かつ、温度検出用ダイオードの静電破壊を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に半導体素子の温度を検出できる半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの半導体装置として特開昭62
−229866号公報に示されたものがある。すなわ
ち、図3に示すように、多結晶シリコンダイオード15
と、横形MOSトランジスタ14と多結晶シリコン抵抗
16と定電圧ツェナーダイオード17とN+ 型シリコン
基板1とN- シリコンエピタキシャル層2とP型拡散層
3,4とN+ 形拡散層5と、パワーMOS13とシリコ
ン基板1とドレイン電極12とゲート酸化膜6と多結晶
シリコン層7とアルミニウム電極9と絶縁膜10と層間
絶縁膜8とP+ 形拡散層11を有している。その等価回
路図を図4に示す。
【0003】次に、この半導体装置の動作は、半導体基
板の温度が通常温度である時、すなわち能動機能をもつ
半導体素子の接合素子の接合温度が通常温度の時には半
導体素子は通常動作を行い、半導体基板の温度が異常に
上昇した時、すなわち半導体素子の接合温度が異常に高
くなった時には、この温度上昇を感熱素子部で検出し、
感熱素子部から制御部に信号を送り、制御部により半導
体素子の動作を強制的に止め、接合温度上昇による半導
体素子の熱破壊をさけるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体装置
では、温度検出用ダイオードを複数個直列接続している
ため、直列接続分温度係数が大きくなっており検出が容
易になっているが、Vz側の耐圧も大きくなるため、電
力破壊がおきやすくなり、ESD耐量が弱くなるという
問題点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
温度検出用ダイオードの接続方法を、互いに逆方向で並
列接続(個々のダイオードのアノードとカソードを接続
し、2本の端子としたもの)した温度検出用ダイオード
を備えている。
【0006】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0007】図1は本発明の一実施例の温度検出用ダイ
オード内蔵半導体素子の断面図である。この半導体素子
の製造に当たっては、まずN+ 型シリコン基板1の上に
-型シリコンエピタキシャル層2を形成し、n- 層2
に、P層3およびN層5が設けられている。n- 層2の
表面には、絶縁膜10(約5000オングストローム)
を介して多結晶シリコン層7(約6000オングストロ
ーム)からなるゲート層が設けられ、その上を絶縁膜1
0(約500オングストローム)および層間絶縁膜8
(約5000オングストローム)が被覆している。P層
3およびN層5には、アルミ電極9、基板1には、ドレ
イン電極12、ゲート層にはアルミ電極9が接触してい
る。また、温度検出用ダイオード部は、半導体素子を形
成している多結晶シリコン層7(約6000オングスト
ローム)と同時に形成された多結晶シリコン層7(約6
000オングストローム)に、P層11とN層5が設け
られており、その上に絶縁膜10(約500オングスト
ローム)および層間絶縁膜8(約5000オングストロ
ーム)が被覆している。P層11およびN層5にはアル
ミ電極9が接触している。
【0008】さらに、図2(A)は、本発明の一実施例
の温度検出用ダイオード内蔵半導体素子の等価回路図で
あり、温度検出用多結晶シリコンダイオード15を、互
いに逆接続で並列接続した構造となっている。
【0009】図2(B)は、本発明の第二の実施例の等
価回路図であり、温度検出用多結晶シリコンダイオード
15を、互いに逆方向で直並列接続した構造となってい
る。
【0010】また、実施結果として、温度検出用ダイオ
ードを互いに逆方向で並列接続したことにより、図6に
示す様に温度係数γ2 が得られ、これは、図5のように
温度検出用ダイオード1コの時の温度係数γ1 と同等の
値となった。
【0011】さらに、ESD耐量については、
【0012】
【表1】
【0013】となり、静電吸収ダイオード15−aを形
成したことにより、Vz側のESD耐量は、150V
200V に向上した。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、温度検出
用ダイオードを互いに逆接続で並列接続したことによ
り、特性は温度検出用ダイオード1コの時と同じ特性が
得られ(温度係数γmv/°C)、かつ温度検出用ダイオ
ードのVz側も、VF 側と同様に電流が流れやすくなる
ためVz側のESD耐量が約33%向上するという結果
を有する。
【0015】さらに、多結晶シリコンの周囲長を最適化
することにより、ESD耐量を向上させることが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の断面図。
【図2】本発明の一実施例の等価回路図。
【図3】従来の半導体装置の断面図。
【図4】従来の半導体装置の等価回路図。
【図5】ダイオード1個のときの特性図。
【図6】ダイオード2個を逆並列に接続したときの特性
図。
【符号の説明】 1 N+ シリコン基板 2 N- シリコンエピタキシャル層 3 P型拡散層 4 P型拡散層 5 N型拡散層 6 ゲート酸化膜 7 多結晶シリコン層 8 層間絶縁膜 9 アルミ電極 10 絶縁膜 11 P型拡散層 12 ドレイン電極 13 パワーMOS 14 横形MOSトランジスタ 15 多結晶シリコンダイオード(温度検出用ダイオ
ード) 16 多結晶シリコン抵抗 17 定電圧ツェナダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/78 321 C 321 K (72)発明者 萩本 佳三 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子の表面上に絶縁膜を介して温
    度センサーを構成する層を備えたことを特徴とする半導
    体装置において、温度センサーは多結晶シリコン内に形
    成したダイオードを、互いに逆方向で並列接続(個々の
    ダイオードのアノードとカソードを接続し、2本の端子
    としたもの)したことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 上記温度センサーは、複数個の多結晶シ
    リコンダイオードで構成されており、複数個の多結晶シ
    リコンダイオードとは逆方向で、少なくとも1コ以上の
    ダイオードを並列接続したことを特徴とする請求項1記
    載の半導体装置。
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