保护元件制造技术

保护元件包含第一～第四开关元件和包围第一～第四开关元件的背栅极保护环。背栅极保护环包含：第一部分、第二部分和第三部分。第一部分配置在第一开关元件中的与第二开关元件相反的一侧的旁边。第二部分配置在第二开关元件与第三开关元件之间。第三部分配置在第四开关元件中的与第三开关元件相反的一侧的旁边。第一开关元件的源极配置得比第一开关元件的栅极更靠近第一部分。第二开关元件的源极配置得比第二开关元件的栅极更靠近第二部。第三开关元件的源极配置得比第三开关元件的栅极更靠近第二部分。靠近第二部分。靠近第二部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】保护元件


[0001]本公开涉及保护元件。

技术介绍

[0002]以往，作为保护免受静电放电(ESD：electrostatic discharge)影响的保护元件，已知有由n型的MOSFET(metal
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oxide
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semiconductor field
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effect transistor)构成的保护元件(例如参照专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2002
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324842号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的课题
[0007]然而，随着电子部件的小型化，存在使保护元件小型化的要求。但是，若使保护元件小型化，则保护元件的保持电压降低，保护元件可能以保护元件所保护的电路的动作电压进行动作。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]解决上述课题的保护元件具有：多个开关元件，其由n型的MOSFET构成，以相互并联连接的状态沿一方向排列配置；以及背栅极保护环，其包围所述多个开关元件，所述多个开关元件包含：依次排列配置的第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件以及第四开关元件，所述背栅极保护环具有：第一部分，其配置于所述第一开关元件中的与所述第二开关元件相反的一侧的旁边；第二部分，其配置于所述第二开关元件与所述第三开关元件之间；以及第三部分，其配置于所述第四开关元件中的与所述第三开关元件相反的一侧的旁边，所述第一开关元件的源极配置得比所述第一开关元件的栅极更靠近所述第一部分，所述第二开关元件的源极配置得比所述第二开关元件的栅极更靠近所述第二部分，所述第三开关元件的源极配置得比所述第三开关元件的栅极更靠近所述第二部分。
[0010]根据该结构，背栅极保护环配置在第一～第三开关元件的源极的附近，因此，能够提高保护元件的保持电压，能够抑制保护元件的误动作。另外，背栅极保护环的第二部分配置在第二开关元件的源极与第三开关元件的源极之间，因此，与通过背栅极保护环单独地包围第一～第四开关元件的结构相比，能够减小保护元件的面积。因此，能够抑制保护元件的误动作，并且实现保护元件的小型化。
[0011]专利技术效果
[0012]根据上述保护元件，能够抑制保护元件的误动作并且实现保护元件的小型化。
附图说明
[0013]图1是表示保护元件的一实施方式的电路图。
[0014]图2是表示保护元件的一部分的俯视图。
[0015]图3是图2的保护元件的示意性的剖视图。
[0016]图4是表示保护元件的V
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I特性的特性图。
[0017]图5是表示比较例的保护元件的一部分的俯视图。
[0018]图6是图5的保护元件的示意性的剖视图。
[0019]图7是表示其他比较例的保护元件的一部分的俯视图。
[0020]图8是表示本实施方式的保护元件及比较例的保护元件的面积和保持电压的表。
[0021]图9是表示变更例的保护元件的一部分的俯视图。
[0022]图10是表示变更例的保护元件的一部分的俯视图。
具体实施方式
[0023]以下，参照附图对保护元件的实施方式进行说明。以下所示的实施方式例示了用于将技术思想具体化的结构、方法，各结构部件的材料、构造、配置、尺寸等并不限定于下述内容。本说明书中的记载“A和B中的至少一个”应理解为表示“仅A、或仅B、或A和B双方”。
[0024]参照图1～图3，对保护元件10的一实施方式进行说明。
[0025]如图1所示，保护元件10例如是保护逆变器装置200的一对开关元件201、202免受ESD影响的保护元件。开关元件201例如是与驱动电源连接的高侧(high side)的开关元件，开关元件202是低侧(low side)的开关元件。作为开关元件201、202，例如可举出MOSFET、IGBT等晶体管。此外，在以后的说明中，作为在开关元件201、202中使用了MOSFET的情况进行说明。在本实施方式中，开关元件201使用p型MOSFET，开关元件202使用n型MOSFET。
[0026]开关元件201的源极与第一电线L1连接，漏极与开关元件202的漏极连接。开关元件202的源极与第二电线L2连接。即，开关元件201与开关元件202在第一电线L1与第二电线L2之间串联连接。各开关元件201、202的栅极与未图示的栅极驱动器连接。第一电线L1是与连接于驱动电源的电源端子VDD连接的电线，第二电线L2是与接地端子GND连接的电线。
[0027]保护元件10设置在电源端子VDD及接地端子GND与一对开关元件201、202之间，是代替一对开关元件201、202流过因静电而朝向一对开关元件201、202流动的电流的元件。
[0028]保护元件10具有多个开关元件20。各开关元件20由n型的MOSFET构成。多个开关元件20彼此并联连接。在一例中，10个以上且20个以下的开关元件20并联连接。在本实施方式中，12个开关元件20并联连接。各开关元件20的漏极21与第一电线L1连接，源极22与第二电线L2连接，栅极23与源极22连接。另外，各开关元件20的背栅极24与各开关元件20的源极22连接。各开关元件20的源极22与第二电线L2连接，因此，各背栅极24成为接地电位。
[0029]保护元件10可以设置为与一对开关元件201、202不同的封装件(package)，也可以设置为与一对开关元件201、202一体化的封装件。在本实施方式中，保护元件10设置为与一对开关元件201、202不同的封装件，即设置为由多个开关元件20构成的封装件。
[0030]图2表示多个开关元件20的配置方式的一例。在图2中，对4个开关元件20的配置方式进行说明。此外，剩余的8个开关元件20的配置方式与图2一样，因此，省略其说明。在图2中，为了方便，省略了4个开关元件20以外的开关元件20来进行表示。
[0031]在以后的说明中，为了方便，将4个开关元件20设为第一开关元件20A、第二开关元件20B、第三开关元件20C以及第四开关元件20D。另外，在图2中，从容易理解附图的观点出
发，对漏极21标注“D”，对源极22标注“S”，对栅极23标注“G”，对背栅极24标注“BG”。另外，为了方便，对背栅极24标注点阴影。
[0032]如图2所示，各开关元件20A～20D形成于半导体基板30。即，图2是从其厚度方向观察半导体基板30的俯视图。半导体基板30的一例是Si(硅)基板。各开关元件20A～20D在一个方向上排列。此外，在以后的说明中，将各开关元件20A～20D排列的方向设为x方向，将半导体基板30的厚度方向设为z方向，将与x方向以及z方向双方正交的方向设为y方向。另外，“俯视图”表示从z方向观察的状态。
[0033]如图2所示，各开关元件20A～20D以在y方向上相互对齐的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种保护元件，其特征在于，具有：多个开关元件，其由n型的MOSFET构成，以相互并联连接的状态沿一方向排列配置；以及背栅极保护环，其包围所述多个开关元件，所述多个开关元件包含：依次排列配置的第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件以及第四开关元件，所述背栅极保护环具有：第一部分，其配置于所述第一开关元件中的与所述第二开关元件相反的一侧的旁边；第二部分，其配置于所述第二开关元件与所述第三开关元件之间；以及第三部分，其配置于所述第四开关元件中的与所述第三开关元件相反的一侧的旁边，所述第一开关元件的源极配置得比所述第一开关元件的栅极更靠近所述第一部分，所述第二开关元件的源极配置得比所述第二开关元件的栅极更靠近所述第二部分，所述第三开关元件的源极配置得比所述第三开关元件的栅极更靠近所述第二部分。2.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，所述第四开关元件的源极配置得比所述第四开关元件的栅极更靠近所述第三部分。3.根据权利要求2所述的保护元件，其特征在于，所述第一开关元件的源极与所述第一部分之间的距离、所述第二开关元件的源极与所述第二部分之间的距离、所述第三开关元件的源极与所述第二部分之间的距离以及所述第四开关元件的源极与所述第三部分之间的距离彼此相等。4.根据权利要求1～3中任一项所述的保护元件，其特征在于，在俯视图中，所述第二部分形成为沿与所述多个开关元件的排列方向正交的方向延伸的1条带状。5.根据权利要求1～4中任一项所述的保护元件，其特征在于，单独设置各个所述开关元件的漏极。6.根据权利要求5所述的保护元件，其特征在于，各个所述开关元件的所述漏极、所述栅极以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中智士，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：