JPH0536711A - 直流電圧安定化素子 - Google Patents

直流電圧安定化素子

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JPH0536711A
JPH0536711A JP18968091A JP18968091A JPH0536711A JP H0536711 A JPH0536711 A JP H0536711A JP 18968091 A JP18968091 A JP 18968091A JP 18968091 A JP18968091 A JP 18968091A JP H0536711 A JPH0536711 A JP H0536711A
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JP
Japan
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transistor
stabilizing element
voltage stabilizing
voltage
base
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18968091A
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English (en)
Inventor
Hajime Kamiuchi
元 上内
Masatake Okada
正剛 岡田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流電圧安定化素子に使用される、逆電圧保
護用ダイオードを内蔵した出力駆動用トランジスタの、
チップ表面の反転を防止し、空乏層の伸びの均一化を図
り、信頼性を向上する。 【構成】 シリコン基板の表面に形成されたカソード拡
散領域5をベース拡散領域4で包囲し、表面に形成され
たすべての接合部を、絶縁膜7を介して電極8,9等の
導電性膜で覆う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力電圧を安定化させ
て出力する直流電圧安定化素子の改良に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】直流電圧を安定化する回路は、出力駆動
用トランジスタと、出力駆動用トランジスタのベース電
流を制御する出力電圧制御回路とからなり、通常これら
は単一の部品として構成されており、3端子レギュレー
タと称される直流電圧安定化素子が用いられている。
【0003】図6は、基本的な直流電圧安定化素子の一
例の回路図である。入力端子INと出力端子OUTとの
間には、出力駆動用のPNPトランジスタ1が接続さ
れ、これに並列に出力電圧安定化制御用IC2が接続さ
れ、この出力電圧安定化のための制御用IC2は、PN
Pトランジスタ1のベースおよび接地端子GNDにも接
続されている。入力端子INに与えられた非安定の入力
電圧は、以上のようにして構成された直流電圧安定化素
子17により安定化され出力端子OUTに出力される。
なお、図示されていないが、制御用IC2は、半導体チ
ップ上に設けられた出力電圧を分圧する分圧抵抗、基準
電圧発生回路および誤差増幅回路等により構成される。
【0004】次に、上記の直流電圧安定化素子を用いた
安定化電源回路の例を図7(A),(B),(C)に示
す。図7(A)において、トランス,整流ブリッジダイ
オードおよび平滑コンデンサ等(図示されていない)を
含む入力回路19は、直流安定化素子17を介して出力
安定用のコンデンサ20および負荷21に接続されてい
る。このように接続することによって、直流電圧安定化
素子17は、入力回路19より発生させる非安定入力電
圧Vinを安定化して、負荷21へ一定の出力電圧Vo
供給する。
【0005】図7(B)は、同図(A)の回路におい
て、出力電圧VO が入力電圧Vinよりも高くなった場合
の状態を示す。何らかの原因で、入力回路19の中に含
まれる平滑コンデンサのショートや入力配線間のショー
トなどによって、直流電圧安定化素子17の入力端子I
Nと接地間が短絡状態となった場合、Vin<Vo とな
り、同図に示すように、出力安定用のコンデンサ20に
蓄えられた電荷が、直流電圧安定化素子17の出力端子
OUTから接地端子GND方向へ逆流する。このサージ
電流により、直流電圧安定化素子17が破壊される危険
性があった。
【0006】このようにVin<Vo となったときに、直
流電圧安定化素子17の破壊を避けるために、一般的に
は、図7(C)に示すように、直流電圧安定化素子17
の出力端子OUT側にアノードが接続され、入力端子I
N側にカソードが接続されるように、逆電流保護用のダ
イオード12を接続し、Vin<Vo となったとき、コン
デンサ20に蓄えられた電荷は、上記のダイオード12
をバイパスして、入力端子INを通り、最終的に接地へ
流れる回路にする。このため、出力端子OUTから制御
用IC2を経て入力端子INの経路では、ほとんど電流
が流れず、制御用IC2の破壊を防止することができ
る。
【0007】上記のダイオード12の接続方法には、直
流電圧安定化素子17とは別に単体のダイオードを外付
けする方法、または、直流電圧安定化素子のアセンブリ
時に、同一パッケージにダイオードチップを入れパッケ
ージ内で接続する方法があるが、いずれも、部品数やチ
ップ数が増えるため、直流電圧安定化回路を用いる機器
や直流電圧安定化素子の小型化が困難になる上、組立に
必要とする材料、時間も多くなる。
【0008】このような理由により、同一チップ上で、
出力駆動用のPNPトランジスタとともにダイオードを
形成し、Al配線等により、上記トランジスタのコレク
タとエミッタとの間にダイオードを逆方向に接続する方
法が行なわれている。
【0009】図3は、従来の逆電圧保護用ダイオードを
内蔵した出力駆動用PNPトランジスタ(以下内蔵型ト
ランジスタという)1−1の平面図であり、図4は図3
のB−B′断面図であり、図5は図3のC−C′断面図
である。図4および図5に示されるように、図3の内蔵
型トランジスタ1−1の左側の大部分にはPNPトラン
ジスタ部11が形成され、その右側にはダイオード部1
2が形成されている。
【0010】図3,図4および図5に示されるような直
流電圧安定化素子は、以下のようにして製造される。
【0011】P型層およびP+ 層よりなるシリコン基板
3の表面には、N型のベース拡散領域4と同じくN型の
カソード拡散領域5を形成する。ベース拡散領域4の表
面には、P型のエミッタ拡散領域6を形成する。これら
の表面は酸化膜7で覆われ、必要な部分に孔をあけ、P
NPトランジスタのベースコンタクト部14(点線で示
す)に、ベース電極8(一点鎖線で示す)を形成し、ダ
イオードのカソードコンタクト部15(点線で示す)と
PNPトランジスタのエミッタコンタクト部16(点線
で示す)に、カソードおよびエミッタの共通電極9(二
点鎖線で示す)を形成する。これらの電極は、通常Al
蒸着により行なわれる。
【0012】一方、シリコン基板3の下面には、はんだ
によりコレクタ電極10が形成されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】前述のようなプレーナ
型のトランジスタの表面の接合部については、酸化膜7
に含まれるNaイオンやチップ表面の電荷による表面反
転の防止および、空乏層の伸びを均一にするために、酸
化膜等を介して導電性膜ですべて覆われていることが望
ましく、一般的にベース電極またはエミッタ電極でオー
バーレイする構造としている。
【0014】ところが、図3,4,5に示されるような
従来の内蔵型トランジスタの構造では、ダイオード部1
2のカソード拡散領域5は、PNPトランジスタ部11
のベース拡散領域4の外側にあり、ダイオード部12の
カソード拡散領域5とPNPトランジスタ部11のエミ
ッタ拡散層6とをAl配線による共通電極9で接続して
いるため、ダイオード部12側のPNPトランジスタ部
11のベース拡散領域4のチップ表面の接合部は、一部
においてベース電極8および共通電極9で覆われない部
分13があり、そのため上記で述べた理由により、信頼
性試験等の過程において、耐圧の劣化やリーク電流が増
加する可能性があった。
【0015】本発明の目的は、チップ表面の接合部をす
べてAl等の導電性膜で覆う構造にすることにより、チ
ップの表面反転の防止や、空乏層の伸びの均一化を図
り、信頼性を向上した直流電圧安定化素子を提供するこ
とにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明における直流電圧
安定化素子は、半導体基板に形成された出力駆動用のト
ランジスタとこれに逆並列の逆電圧保護用のダイオード
と、前記のトランジスタのベース電流を制御する出力電
圧制御回路とよりなり、半導体基板の表面に形成された
前記のダイオードの一方の極の拡散層は前記のトランジ
スタのベース拡散層で包囲され、半導体基板の表面の接
合部はすべて絶縁膜を介して導電性膜で覆われるように
した。
【0017】
【作用】チップの表面のダイオードの一方の極たとえば
カソードの拡散層はトランジスタのベース拡散層で包囲
されているから、半導体基板の表面の接合部はすべて絶
縁膜を介して導電性膜で覆うことができる。したがっ
て、接合部付近の電位をベースまたはエミッタの電位と
近づけることができ、チップの表面反転は防止され、空
乏層の伸び方は均一化される。
【0018】
【実施例】本発明に使用される内蔵型トランジスタの一
例の平面図を図1に示し、図1のA−A′断面図を図2
に示す。
【0019】図3,4および5に示される従来例と異な
るところは、ベース拡散領域4とカソード拡散領域5と
の関係であり、これに伴ってベース電極8およびカソー
ドとエミッタの共通電極9の形状も異なってくる。
【0020】図2に示されるように内蔵型トランジスタ
1−1は、P+ 層およびP層からなるシリコン基板3を
コレクタとし、N型のベース拡散領域4およびP型のエ
ミッタ拡散領域6とによってPNPトランジスタ部11
を構成する。またベース拡散領域4を形成するとき、P
層にN型不純物を同時に拡散し、図1に示されるように
ベース拡散領域4によってカソード拡散領域5が包囲さ
れるように形成する。表面には全面に酸化膜7を形成す
る。
【0021】次に、ベースコンタクト部14,カソード
コンタクト部15,エミッタコンタクト部16等の各拡
散領域のコンタクト部の酸化膜を除去し、ベース電極8
およびカソード・エミッタ共通電極9を形成し、すべて
の接合部の表面を酸化膜7を介して、Al蒸着によりそ
れぞれの電極で覆う。さらに裏面にもはんだにより電極
10を形成し、内蔵型トランジスタは完成する。
【0022】以上のようにして完成した内蔵型トランジ
スタは、制御用ICとともに金属フレーム上にダイボン
ディングされ、それぞれのチップとリード端子間および
両チップ間を、金線などの金属ワイヤによりワイヤボン
ディングした後、トランスファーモールドなどの工程に
より、エポキシ樹脂などの外装樹脂で外装被覆する。
【0023】なお、上記の実施例では、出力駆動用トラ
ンジスタチップと制御用ICチップの2チップ構成とし
たが、これを1チップで構成してもよい。
【0024】また、PNPトランジスタをNPNトラン
ジスタに変えることもできる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、チップの表面反転が防
止され、空乏層の伸び方が均一化されるため、耐圧劣化
やリーク電流増大等を防止することができ、信頼性の高
い直流電圧安定化素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用される内蔵型トランジスタの平面
図である。
【図2】図1のA−A′断面図である。
【図3】従来の内蔵型トランジスタの平面図である。
【図4】図3のB−B′断面図である。
【図5】図3のC−C′断面図である。
【図6】直流電圧安定化素子の回路図である。
【図7】(A),(B),(C)は、それぞれ安定化電
源回路の動作説明図である。
【符号の説明】
3 シリコン基板、 4 ベース拡散領域 5 カソード拡散領域 6 エミッタ拡散領域 7 酸化膜 8 ベース電極 9 共通電極 10 コレクタ電極 17 直流電圧安定化素子 19 入力回路 21 負荷
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/556 23/60 23/62

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 半導体基板に形成された出力駆動用のト
    ランジスタとこれに逆並列の逆電圧保護用のダイオード
    と、前記のトランジスタのベース電流を制御する出力電
    圧制御回路とよりなり、半導体基板の表面に形成された
    前記のダイオードの一方の極の拡散層は前記のトランジ
    スタのベース拡散層で包囲され、半導体基板の表面の接
    合部はすべて絶縁膜を介して導電性膜で覆われているこ
    とを特徴とする直流電圧安定化素子。
JP18968091A 1991-07-30 1991-07-30 直流電圧安定化素子 Withdrawn JPH0536711A (ja)

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JPH0536711A true JPH0536711A (ja) 1993-02-12

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JP (1) JPH0536711A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017577A (ja) * 2001-07-04 2003-01-17 Denso Corp 半導体装置
US6667652B2 (en) 2000-10-27 2003-12-23 Sharp Kabushiki Kaisha Stabilized power circuit

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Legal Events

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981008