JP4126984B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トライアックを備えた半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、図5に示すような等価回路で表させる半導体装置が特公昭61−23666号公報に提案されている。ここに、図5に示す等価回路は、図6および図7に示すような半導体チップを図8に示すように実装して配線を行うことで得られる。
【0003】
以下、図5の等価回路について説明した後で図6〜図8について説明する。
【0004】
図5の等価回路におけるトライアックTRは、p形アノード領域4、n形ゲート領域(n半導体基板)1、p形ゲート領域2、n形カソード領域3のpnpn4層構造からなるサイリスタ(以下、第1のサイリスタと称す)25と、p形アノード領域層4’、n形ゲート領域(n半導体基板)1、p形ゲート領域2’、n形カソード領域3’のpnpn4層構造からなるサイリスタ(以下、第2のサイリスタと称す)25’とが逆並列的に接続されおり、第1のサイリスタ25のp形アノード領域4と第2のサイリスタ25’のn形カソード領域3’とが一方の出力端子24に接続され、第2のサイリスタ25のn形カソード領域3と第2のサイリスタ25’のp形アノード領域4とが他方の出力端子23に接続されている。
【0005】
上記半導体装置は、第1のサイリスタ25のp形ゲート領域2とn形カソード領域3との間に抵抗Rが接続され、第2のサイリスタ25のp形ゲート領域2’とn形カソード領域3’との間に抵抗R’が接続されている。また、第1のサイリスタ25のp形ゲート領域2とn形カソード領域3との間には絶縁ゲート電界効果トランジスタTのドレイン・ソース間が接続され、第2のサイリスタ25’のp形ゲート領域2’とn形カソード領域3’との間には絶縁ゲート電界効果トランジスタT’のドレイン・ソース間が接続されている。ここに、各絶縁ゲート電界効果トランジスタTのゲートはn形ゲート領域1に接続されている。
【0006】
ところで、上述の半導体装置は、図6および図7に示す半導体チップC’を主構成とする。この半導体チップC’は、n形半導体基板1の主表面側に2つのp形アノード領域4,4’が離間して形成され、各p形アノード領域4,4’それぞれに離間してn形半導体基板1の主表面側にp形ゲート領域2,2’が形成され、各p形ゲート領域2,2’内の主表面側にそれぞれn形カソード領域3,3’が形成されている。
【0007】
また、この半導体チップC’は、n形半導体基板1の主表面側においてp形アノード領域4’とp形ゲート領域2との間にp形領域からなる上記抵抗Rが形成され、p形アノード領域4とp形ゲート領域2’との間にp形領域からなる抵抗R’が形成されている。さらに、半導体チップC’には、上記絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’が形成されている。ここに、一方の絶縁ゲート電界効果トランジスタT(図6における右側の絶縁ゲート電界効果トランジスタT)は、n形半導体基板1の主表面側においてp形アノード領域4’の内側に形成したp形ウェル領域12内に、n形ドレイン領域17とn形ソース領域18とが離間して形成され、n形ドレイン領域17とn形ソース領域18とに跨ってゲート電極11が形成されている。また、他方の絶縁ゲート電界効果トランジスタT(図6における左側の絶縁ゲート電界効果トランジスタT’)は、n形半導体基板1の主表面側においてp形アノード領域4の内側に形成したp形ウェル領域12’内に、n形ドレイン領域17’とn形ソース領域18’とが離間して形成され、n形ドレイン領域17’とn形ソース領域18’とに跨ってゲート電極11’が形成されている。
【0008】
n形半導体基板1の主表面上にはシリコン酸化膜よりなる絶縁膜9が形成されており、p形アノード領域4とn形カソード領域3’とn形ソース領域17’とは、各領域4,3’,17’それぞれのコンタクト部14,15’,10’を介して金属配線19により接続されている。なお、各コンタクト部14,15’,10’は絶縁膜9に開孔したコンタクトホールに金属配線19の一部を埋め込むことにより形成されている。
【0009】
同様に、p形アノード領域4’とn形カソード領域3とn形ソース領域17とは、各領域4’,3,17それぞれのコンタクト部14’,15,10を介して金属配線19’により接続されている。なお、各コンタクト部14’,15,10は絶縁膜9に開孔したコンタクトホールに金属配線19’の一部を埋め込むことにより形成されている。
【0010】
また、p形ゲート領域2’とn形ドレイン領域18’とは、それぞれのコンタクト部8’,9’を介して金属配線21’により接続されている。なお、各コンタクト部8’,9’は絶縁膜9に開孔したコンタクトホールに金属配線21’の一部を埋め込むことにより形成されている。
【0011】
同様に、p形ゲート領域2とn形ドレイン領域18とは、それぞれのコンタクト部8,9を介して金属配線21により接続されている。なお、各コンタクト部8,9は絶縁膜9に開孔したコンタクトホールに金属配線21の一部を埋め込むことにより形成されている。
【0012】
ところで、半導体チップC’の主表面側には各金属配線19,19’,21,21’および絶縁膜9を覆う保護膜31(図7参照)が形成されており、保護膜31の一部を開孔することにより、絶縁ゲート電界効果トランジスタTのゲート電極11に接続された金属配線20の一部からなるパッド16(図6参照)、絶縁ゲート電界効果トランジスタT’のゲート電極11’に接続された金属配線20’の一部からなるパッド16’(図6参照)が形成されている。
【0013】
また、図6には図示されていないが、半導体チップC’の主表面側には、第1のサイリスタ25のp形アノード領域4と第2のサイリスタ25’のn形カソード領域3’とに接続された金属配線19の一部からなるパッド13’(図8参照)、金属配線19’の一部からなるパッド13(図8参照)が形成されている。
【0014】
上述の半導体装置は、図8に示すように、半導体チップC’が金属フレーム22上へダイボンドされており、パッド13が図8における金属フレーム22の右側の金属フレーム23と金属ワイヤ27を介して接続され、パッド13’が同図における左側の金属フレーム24と金属ワイヤ27’を介して接続されることで、金属フレーム23,24がそれぞれ上述の出力端子23,24を構成している。また、上述の半導体装置は、パッド16,16’にそれぞれの一端がボンディングされた金属ワイヤ7,7’の各他端が金属フレーム22へボンディングされている。
【0015】
以下、上述の半導体装置の動作を図5に示した等価回路を参照しながら説明する。なお、上述のトライアックの動作を考える場合、出力端子24を出力端子23に対して高電位としたときには、p形アノード領域4、n形半導体基板1、p形ゲート領域2、n形カソード領域3のpnpn4層構造について考えればよく、出力端子23を出力端子24に対して高電位としたときには、p形アノード領域層4’、n形半導体基板1、p形ゲート領域2’、n形カソード領域3’のpnpn4層構造について考えればよい。
【0016】
上記半導体装置では、絶縁ゲート電界効果トランジスタTのしきい値より高い電圧が出力端子24,23間に出力端子24を高電位側として印加されている状態では絶縁ゲート電界効果トランジスタTがオン状態となって、p形ゲート領域2とn形カソード領域3との間が低インピーダンスとなるので、p形アノード領域4、n形ゲート領域1、p形ゲート領域2およびn形カソード領域3により形成される第1のサイリスタ25を点弧することはできない。同様に、絶縁ゲート電界効果トランジスタT’のしきい値より高い電圧が出力端子23,24間に出力端子23を高電位側として印加されている状態では絶縁ゲート電界効果トランジスタT’がオン状態となって、p形ゲート領域2’とn形カソード領域3’との間が低インピーダンスとなるので、p形アノード領域4’、n形ゲート領域1、p形ゲート領域2’およびn形カソード領域3’により形成される第2のサイリスタ25’を点弧することはできない。逆にいえば、出力端子23,24間の電圧が絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’のしきい値よりも低い電圧の状態では、絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’がオンしないので、サイリスタ25’を点弧することができる。すなわち、この半導体装置は、出力端子23,24間に高電圧が印加された状態では点弧することができないゼロクロス機能のあるトライアック(以下、ゼロクロス型トライアックと称する)である。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来構成の半導体装置では、上述の絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’を備えていることによりゼロクロス機能のあるトライアックとして動作するが、一般的にはゼロクロス型トライアックに限らず、ゼロクロス機能のないトライアック(以下、非ゼロクロス型トライアックと称する)も必要とされている。しかしながら、上記従来構成の半導体装置では、上述の絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’を備えていることによりゼロクロス機能のあるトライアックとして動作するので、非ゼロクロス型トライアックにするためには絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’のない半導体チップを製造する必要があった。
【0018】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、ゼロクロス機能を付加するための絶縁ゲート電界効果トランジスタの形成された半導体基板を採用しながらもゼロクロス機能を禁止した半導体装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、半導体基板にトライアックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアックを構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソード間に接続された半導体装置であって、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートが前記サイリスタにおけるカソードのみに電気的に接続されてなることを特徴とするものであり、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート・ソース間が接続されることになって各絶縁ゲート電界効果トランジスタを常にオフ状態とすることができるので、高電圧印加状態においてもトライアックを点弧することができ、ゼロクロス機能を付加するための絶縁ゲート電界効果トランジスタの形成された半導体基板を採用しながらもゼロクロス機能を禁止した半導体装置として用いることができる。
【0020】
また、請求項1の発明では、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートに一端が接続された第1の金属ワイヤと前記サイリスタのカソードに一端が接続された第2の金属ワイヤとの各他端が同一の金属フレームに接続されることで前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートが前記サイリスタのカソードに接続されているので、前記第1の金属ワイヤと前記第2の金属ワイヤの各他端を同一の金属フレームに接続することで各絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート・ソース間が接続されることになり、ゼロクロス機能を付加するための絶縁ゲート電界効果トランジスタの形成された半導体基板を採用しながらもゼロクロス機能を禁止した半導体装置を容易に実現することができる。
【0021】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記半導体基板の外周形状が矩形状であって、前記第1の金属ワイヤの前記一端が接続されるパッドが前記半導体基板の外周の4辺のうち互いに離れた2辺のうちの一方の辺近傍に配置され、前記第2の金属ワイヤの前記一端が接続されるパッドが前記2辺のうちの他方の辺近傍に配置されているので、前記第1の金属ワイヤと前記第2の金属ワイヤとの短絡を防止することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
本実施形態の半導体装置は、図2および図3に示す構成の半導体チップCを図4に示すように実装することで、図1に示す等価回路を有している。ここでは、まず、図1の等価回路について説明した後で図2〜図4について説明する。
【0023】
図1の等価回路におけるトライアックTRは、p形アノード領域4、n形ゲート領域(n半導体基板)1、p形ゲート領域2、n形カソード領域3のpnpn4層構造からなるサイリスタ(以下、第1のサイリスタと称す)25と、p形アノード領域層4’、n形ゲート領域(n半導体基板)1、p形ゲート領域2’、n形カソード領域3’のpnpn4層構造からなるサイリスタ(以下、第2のサイリスタと称す)25’とが逆並列的に接続されおり、第1のサイリスタ25のp形アノード領域4と第2のサイリスタ25’のn形カソード領域3’とが一方の出力端子24に接続され、第2のサイリスタ25のn形カソード領域3と第2のサイリスタ25’のp形アノード領域4とが他方の出力端子23に接続されている。
【0024】
上記半導体装置は、第1のサイリスタ25のp形ゲート領域2とn形カソード領域3との間に抵抗Rが接続され、第2のサイリスタ25のp形ゲート領域2’とn形カソード領域3’との間に抵抗R’が接続されている。また、第1のサイリスタ25のp形ゲート領域2とn形カソード領域3との間には絶縁ゲート電界効果トランジスタTのドレイン・ソース間が接続され、第2のサイリスタ25’のp形ゲート領域2’とn形カソード領域3’との間には絶縁ゲート電界効果トランジスタT’のドレイン・ソース間が接続されている。ここに、前者の絶縁ゲート電界効果トランジスタTのゲートは出力端子23に接続され、後者の絶縁ゲート電界効果トランジスタT’のゲートは出力端子24に接続されている。
【0025】
ところで、上述の半導体装置は、図2および図3に示す半導体チップCを主構成とする。この半導体チップCは、n形半導体基板1の主表面側に2つのp形アノード領域4,4’が離間して形成され、各p形アノード領域4,4’それぞれに離間してn形半導体基板1の主表面側にp形ゲート領域2,2’が形成され、各p形ゲート領域2,2’内の主表面側にそれぞれn形カソード領域3,3’が形成されている。
【0026】
また、この半導体チップCは、n形半導体基板1の主表面側においてp形アノード領域4’とp形ゲート領域2との間にp形領域からなる上記抵抗Rが形成され、p形アノード領域4とp形ゲート領域2’との間にp形領域からなる抵抗R’が形成されている。さらに、半導体チップCには、上記絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’が形成されている。ここに、一方の絶縁ゲート電界効果トランジスタT(図2における右側の絶縁ゲート電界効果トランジスタT)は、n形半導体基板1の主表面側においてp形アノード領域4’の内側に形成したp形ウェル領域12内に、n形ドレイン領域17とn形ソース領域18とが離間して形成され、n形ドレイン領域17とn形ソース領域18とに跨ってゲート電極11が形成されている。また、他方の絶縁ゲート電界効果トランジスタT(図2における左側の絶縁ゲート電界効果トランジスタT’)は、n形半導体基板1の主表面側においてp形アノード領域4の内側に形成したp形ウェル領域12’内に、n形ドレイン領域17’とn形ソース領域18’とが離間して形成され、n形ドレイン領域17’とn形ソース領域18’とに跨ってゲート電極11’が形成されている。
【0027】
n形半導体基板1の主表面上にはシリコン酸化膜よりなる絶縁膜9が形成されており、p形アノード領域4とn形カソード領域3’とn形ソース領域17’とは、各領域4,3’,17’それぞれのコンタクト部14,15’,10’を介して金属配線19により接続されている。なお、各コンタクト部14,15’,10’は絶縁膜9に開孔したコンタクトホールに金属配線19の一部を埋め込むことにより形成されている。
【0028】
同様に、p形アノード領域4’とn形カソード領域3とn形ソース領域17とは、各領域4’,3,17それぞれのコンタクト部14’,15,10を介して金属配線19’により接続されている。なお、各コンタクト部14’,15,10は絶縁膜9に開孔したコンタクトホールに金属配線19’の一部を埋め込むことにより形成されている。
【0029】
また、p形ゲート領域2’とn形ドレイン領域18’とは、それぞれのコンタクト部8’,9’を介して金属配線21’により接続されている。なお、各コンタクト部8’,9’は絶縁膜9に開孔したコンタクトホールに金属配線21’の一部を埋め込むことにより形成されている。
【0030】
同様に、p形ゲート領域2とn形ドレイン領域18とは、それぞれのコンタクト部8,9を介して金属配線21により接続されている。なお、各コンタクト部8,9は絶縁膜9に開孔したコンタクトホールに金属配線21の一部を埋め込むことにより形成されている。
【0031】
ところで、半導体チップCの主表面側には各金属配線19,19’,21,21’および絶縁膜9を覆う保護膜31(図3参照)が形成されており、保護膜31の一部を開孔することにより、絶縁ゲート電界効果トランジスタTのゲート電極11に接続された金属配線20の一部からなるパッド16(図2参照)、絶縁ゲート電界効果トランジスタT’のゲート電極11’に接続された金属配線20’の一部からなるパッド16’(図2参照)が形成されている。
【0032】
また、半導体チップCの主表面側には、第1のサイリスタ25のp形アノード領域4と第2のサイリスタ25’のn形カソード領域3’とに接続された金属配線19の一部からなるパッド13’、第2のサイリスタ25’のp形アノード領域4’と第1のサイリスタ25のn形カソード領域3とに接続された金属配線19’の一部からなるパッド13が形成されている。
【0033】
以上説明した半導体チップを用いてゼロクロス型トライアックを備えた半導体装置を実現するには、図8に示した金属フレーム22上に半導体チップCをダイボンドし、パッド13’を図8における金属フレーム22の右側の金属フレーム23と金属ワイヤ27を介して接続し、パッド13’を同図における左側の金属フレーム24と金属ワイヤ27’を介して接続し、パッド16,16’にそれぞれの一端がボンディングされた金属ワイヤ7,7’の各他端を金属フレーム22へボンディングすればよい。すなわち、金属配線20,20’を半導体基板1へ電気的に接続して、絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’のオン状態とオフ状態とが出力端子23,24間の印加電圧で適宜切り替わるようにすればよい。
【0034】
これに対して、本実施形態の半導体装置は、図4に示すように、半導体チップCが金属フレーム22上へダイボンドされており、パッド13が図4における金属フレーム22の左側の金属フレーム23と金属ワイヤ27を介して接続され、パッド13’が同図における左側の金属フレーム24と金属ワイヤ27’を介して接続されることで、金属フレーム23,24がそれぞれ上述の出力端子23,24を構成している。また、本実施形態の半導体装置は、パッド16,16’にそれぞれの一端がボンディングされた金属ワイヤ7,7’の各他端がそれぞれ金属フレーム23,24へボンディングされている。したがって、金属配線19’と金属配線20とがそれぞれパッド13,16を介して電気的に接続されるとともに、金属配線19と金属配線20’とがそれぞれパッド13’,16’を介して電気的に接続されており、絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’を出力端子23,24間の電圧によらず常にオフ状態とするようになっている。
【0035】
しかして、本実施形態の半導体装置では、絶縁ゲート電界トランジスタT,T’のゲート電極11,11’がサイリスタ25,25’のn形カソード領域3,3’に電気的に接続され、絶縁ゲート電界トランジスタT,T’のゲート・ソース間が接続されることになって各絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’を常にオフ状態とすることができるので、高電圧印加状態においてもトライアックを点弧することができ、ゼロクロス機能を付加するための絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’の形成された半導体基板1(つまり、半導体チップC)を採用しながらもゼロクロス機能を禁止した半導体装置として用いることができる。
【0036】
また、本実施形態の半導体装置では、上述のように、絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’のゲート電極11,11’のパッド16,16’に一端が接続された金属ワイヤ7,7’とサイリスタ25,25’のn形カソード領域3,3’に接続したパッド13,13’に一端が接続された金属ワイヤ27,27’との各他端が同一の金属フレーム23,24に接続されているので、金属ワイヤ7,7’と金属ワイヤ27,27’の各他端を同一の金属フレーム23,24に接続することで各絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’のゲート・ソース間が接続されることになり、ゼロクロス機能を付加するための絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’の形成された半導体基板1(つまり、半導体チップC)を採用しながらもゼロクロス機能を禁止した半導体装置を容易に実現することができる。
【0037】
また、本実施形態の半導体装置では、n形半導体基板1の外周形状が矩形状であって、金属ワイヤ7,7’の一端が接続されるパッド16,16’がn形半導体基板1の外周の4辺のうち互いに離れた2辺の一方の辺近傍に配置され、金属ワイヤ27,27’の一端が接続されるパッド13,13’が上記2辺の他方の辺近傍に配置されているので、金属ワイヤ7,7’と金属ワイヤ27,27’との短絡を防止することができ、各絶縁ゲート電界効果トランジスタT,T’を確実にオフ状態に保つことができる。
【0038】
【発明の効果】
請求項1の発明は、半導体基板にトライアックおよび2つの絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび2つの抵抗を備え、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域およびソース領域が半導体基板の主表面側に形成したウェル領域内に形成され、各絶縁ゲート電界効果トランジスタおよび各抵抗が前記トライアックを構成する2つのサイリスタそれぞれのゲート・カソード間に接続された半導体装置であって、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートが前記サイリスタにおけるカソードのみに電気的に接続されてなるものであり、各絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート・ソース間が接続されることになって各絶縁ゲート電界効果トランジスタを常にオフ状態とすることができるので、高電圧印加状態においてもトライアックを点弧することができ、ゼロクロス機能を付加するための絶縁ゲート電界効果トランジスタの形成された半導体基板を採用しながらもゼロクロス機能を禁止した半導体装置として用いることができるという効果がある。
【0039】
また、請求項1の発明では、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートに一端が接続された第1の金属ワイヤと前記サイリスタのカソードに一端が接続された第2の金属ワイヤとの各他端が同一の金属フレームに接続されることで前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートが前記サイリスタのカソードに接続されているので、前記第1の金属ワイヤと前記第2の金属ワイヤの各他端を同一の金属フレームに接続することで各絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート・ソース間が接続されることになり、ゼロクロス機能を付加するための絶縁ゲート電界効果トランジスタの形成された半導体基板を採用しながらもゼロクロス機能を禁止した半導体装置を容易に実現することができるという効果がある。
【0040】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記半導体基板の外周形状が矩形状であって、前記第1の金属ワイヤの前記一端が接続されるパッドが前記半導体基板の外周の4辺のうち互いに離れた2辺のうちの一方の辺近傍に配置され、前記第2の金属ワイヤの前記一端が接続されるパッドが前記2辺のうちの他方の辺近傍に配置されているので、前記第1の金属ワイヤと前記第2の金属ワイヤとの短絡を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1の半導体装置の等価回路図である。
【図2】同上の半導体装置における半導体チップの概略平面図である。
【図3】同上の半導体装置における半導体チップの図2のB−B’断面図である。
【図4】同上の半導体装置の概略構成図である。
【図5】従来例を示す等価回路図である。
【図6】同上の半導体装置における半導体チップの概略平面図である。
【図7】同上の半導体装置における半導体チップの図6のB−B’断面図である。
【図8】同上の半導体装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1 n形半導体基板(n形ゲート領域)
2,2’ p形ゲート領域
3,3’ n形カソード領域
4,4’ p形アノード領域
9 絶縁膜
11,11’ ゲート電極
12,12’ p形ウェル領域
17,17’ n形ドレイン領域
18,18’ n形ソース領域
19,19’ 表面電極
21,21’ 表面電極
22 金属フレーム
23 出力端子(金属フレーム)
24 出力端子(金属フレーム)
31 保護膜
R,R’ 抵抗
T,T’ 絶縁ゲート電界効果トランジスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device provided with a triac.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a semiconductor device represented by an equivalent circuit as shown in FIG. 5 has been proposed in Japanese Patent Publication No. 61-23666. Here, the equivalent circuit shown in FIG. 5 is obtained by mounting and wiring the semiconductor chips as shown in FIGS. 6 and 7 as shown in FIG.
[0003]
Hereinafter, after describing the equivalent circuit of FIG. 5, FIGS. 6 to 8 will be described.
[0004]
The triac TR in the equivalent circuit of FIG. 5 is a thyristor (hereinafter referred to as a first thyristor) having a pnpn4 layer structure of a p-
[0005]
In the semiconductor device, a resistor R is connected between the p-
[0006]
Incidentally, the semiconductor device described above has a semiconductor chip C ′ shown in FIGS. 6 and 7 as a main configuration. In this semiconductor chip C ′, two p-
[0007]
The semiconductor chip C ′ has a p-type anode in which the resistor R including the p-type region is formed between the p-
[0008]
An
[0009]
Similarly, the p-
[0010]
The p-
[0011]
Similarly, the p-
[0012]
Incidentally, a protective film 31 (see FIG. 7) is formed on the main surface side of the semiconductor chip C ′ so as to cover the
[0013]
Although not shown in FIG. 6, on the main surface side of the semiconductor chip C ′, the p-
[0014]
In the semiconductor device described above, as shown in FIG. 8, the semiconductor chip C ′ is die-bonded onto the
[0015]
The operation of the above-described semiconductor device will be described below with reference to the equivalent circuit shown in FIG. When considering the operation of the triac described above, when the
[0016]
In the semiconductor device, when the voltage higher than the threshold value of the insulated gate field effect transistor T is applied between the
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the semiconductor device having the above-described conventional structure operates as a triac having a zero-cross function by including the above-described insulated gate field effect transistors T and T ′, but is not limited to the zero-cross type triac. There is also a need for a triac that does not have (hereinafter referred to as a non-zero cross type triac). However, the semiconductor device having the above-described conventional structure operates as a triac having a zero-cross function by including the above-described insulated gate field-effect transistors T and T ′. It was necessary to manufacture a semiconductor chip without transistors T and T ′.
[0018]
The present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a zero cross function is prohibited while employing a semiconductor substrate on which an insulated gate field effect transistor for adding a zero cross function is formed. It is to provide.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor substrate is provided with a triac, two insulated gate field effect transistors, and two resistors, and a drain region and a source region of each insulated gate field effect transistor are formed on the semiconductor substrate. A semiconductor device formed in a well region formed on a main surface side, wherein each insulated gate field effect transistor and each resistor are connected between gates and cathodes of two thyristors constituting the triac, the insulated gate are those gates of the field effect tiger Njisuta is characterized by comprising electrically connected only to the cathode of the thyristor, each supposed to between the gate and source of each insulated gate field effect transistor is connected The insulated gate field effect transistor can always be off. Therefore, the triac can be ignited even in a high voltage application state, and it is used as a semiconductor device in which the zero cross function is prohibited while employing a semiconductor substrate on which an insulated gate field effect transistor for adding the zero cross function is formed. Can do.
[0020]
According to the first aspect of the present invention, the other ends of the first metal wire having one end connected to the gate of the insulated gate field effect transistor and the second metal wire having one end connected to the cathode of the thyristor are since the gate of the insulated gate field effect tiger Njisuta by being connected to the same metal frame is connected to the cathode of said thyristor, identical to the other ends of the first metal wire and the second metal wires By connecting to the metal frame, the gate and source of each insulated gate field effect transistor are connected, while adopting a semiconductor substrate on which an insulated gate field effect transistor is formed for adding a zero cross function. A semiconductor device in which the zero cross function is prohibited can be easily realized.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the outer peripheral shape of the semiconductor substrate is rectangular, and the pads to which the one end of the first metal wire is connected are four sides of the outer periphery of the semiconductor substrate. Since the pad to which the one end of the second metal wire is connected is disposed in the vicinity of the other side of the two sides, because it is disposed in the vicinity of one of the two sides separated from each other. A short circuit between the first metal wire and the second metal wire can be prevented.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The semiconductor device of this embodiment has the equivalent circuit shown in FIG. 1 by mounting the semiconductor chip C configured as shown in FIGS. 2 and 3 as shown in FIG. Here, the equivalent circuit of FIG. 1 is described first, and then FIGS. 2 to 4 are described.
[0023]
The triac TR in the equivalent circuit of FIG. 1 is a thyristor (hereinafter referred to as a first thyristor) having a pnpn4 layer structure of a p-
[0024]
In the semiconductor device, a resistor R is connected between the p-
[0025]
By the way, the semiconductor device described above has a semiconductor chip C shown in FIGS. 2 and 3 as a main configuration. In this semiconductor chip C, two p-
[0026]
Further, in the semiconductor chip C, the resistor R including the p-type region is formed between the p-
[0027]
An insulating
[0028]
Similarly, the p-
[0029]
The p-
[0030]
Similarly, the p-
[0031]
Incidentally, a protective film 31 (see FIG. 3) is formed on the main surface side of the semiconductor chip C so as to cover the
[0032]
Further, on the main surface side of the semiconductor chip C, a part of the
[0033]
In order to realize a semiconductor device having a zero-cross type triac using the semiconductor chip described above, the semiconductor chip C is die-bonded on the
[0034]
On the other hand, in the semiconductor device of this embodiment, as shown in FIG. 4, the semiconductor chip C is die-bonded onto the
[0035]
Thus, in the semiconductor device of this embodiment, the gate electrodes 11 and 11 ′ of the insulated gate field transistors T and T ′ are electrically connected to the n-
[0036]
In the semiconductor device of the present embodiment, as described above, the
[0037]
In the semiconductor device of the present embodiment, the outer periphery of the n-
[0038]
【The invention's effect】
The invention according to
[0039]
According to the first aspect of the present invention, the other ends of the first metal wire having one end connected to the gate of the insulated gate field effect transistor and the second metal wire having one end connected to the cathode of the thyristor are since the gate of the insulated gate field effect tiger Njisuta by being connected to the same metal frame is connected to the cathode of said thyristor, identical to the other ends of the first metal wire and the second metal wires By connecting to the metal frame, the gate and source of each insulated gate field effect transistor are connected, while adopting a semiconductor substrate on which an insulated gate field effect transistor is formed for adding a zero cross function. There is an effect that a semiconductor device in which the zero cross function is prohibited can be easily realized.
[0040]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the outer peripheral shape of the semiconductor substrate is rectangular, and the pads to which the one end of the first metal wire is connected are four sides of the outer periphery of the semiconductor substrate. Since the pad to which the one end of the second metal wire is connected is disposed in the vicinity of the other side of the two sides, because it is disposed in the vicinity of one of the two sides separated from each other. There is an effect that it is possible to prevent a short circuit between the first metal wire and the second metal wire.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a semiconductor device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic plan view of a semiconductor chip in the above semiconductor device.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 2 of the semiconductor chip in the semiconductor device same as above. FIG.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the above semiconductor device.
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing a conventional example.
FIG. 6 is a schematic plan view of a semiconductor chip in the semiconductor device same as above.
7 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 6 of the semiconductor chip in the semiconductor device.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the above semiconductor device.
[Explanation of symbols]
1 n-type semiconductor substrate (n-type gate region)
2, 2 'p-
24 Output terminal (metal frame)
31 Protective film R, R ′ Resistance T, T ′ Insulated gate field effect transistor
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