要求1或2所述的半导体装置，其特征在于， 所述第I二极管的阳极与用于连接该第I二极管的阳极且配置于所述半导体层的表面层的阳极电极相连接， 所述第I二极管的阴极与用于连接该第I二极管的阴极的接地端子或配置于所述第I半导体区域的表面层的阴极电极相连接。20.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于， 包括第2 二极管，该第2 二极管的阴极与所述第2半导体区域相连接，该第2 二极管的阳极与所述半导体层相连接。21.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，包括: 异常检测电路，该异常检测电路配置于所述第2半导体区域且将所述第4半导体区域的电位即第2电位作为基准电位进行动作；以及 第2电平移位电路，该第2电平移位电路将由所述异常检测电路输出的以所述第2电位作为基准电位的第I异常检测信号转换为以所述第I电位为基准电位的第3异常检测信号，并输出至所述控制电路。22.如权利要求21所述的半导体装置，其特征在于， 所述第2电平移位电路包括:第2电平下拉电路，该第2电平下拉电路将由所述异常检测电路输出的以所述第2电位作为基准电位的第I异常检测信号转换为以所述半导体层的浮动电位即第3电位为基准的第2异常检测信号；以及第2电平上拉电路，该第2电平上拉电路将所述第2异常检测信号转换为以所述第I电位为基准电位的第3异常检测信号，并输出至所述控制电路。23.如权利要求21所述的半导体装置，其特征在于， 所述第2电平移位电路包括:第2电平下拉电路，该第2电平下拉电路将由所述异常检测电路输出的以所述第2电位作为基准电位的第I异常检测信号转换为以所述半导体层的浮动电位即第3电位为基准的第2异常检测信号；以及限流电阻，该限流电阻将由该第2电平下拉电路输出的第2异常检测信号提供给所述控制电路。24.一种半导体装置，其特征在于，包括: 第I导电型的半导体层； 第2导电型的第I半导体区域及第2半导体区域，该第2导电型的第I半导体区域及第2半导体区域配置于所述半导体层的表面层或所述半导体层上，并在该第2导电型的第I半导体区域及第2半导体区域与该半导体层之间分别形成第I寄生二极管及第2寄生二极管； 控制电路，该控制电路配置于所述第I半导体区域； 异常检测电路，该异常检测电路配置于所述第2半导体区域的表面层； 第I 二极管，该第I 二极管配置在通过所述第2寄生二极管的、供由负浪涌电压产生的浪涌电流流动的浪涌电流路径上，相对于浪涌电流具有反向特性；以及 第2电平移位电路，该第2电平移位电路将所述异常检测电路输出的异常检测信号输出至所述控制电路。25.一种半导体装置，其特征在于，包括: 第I导电型的半导体层； 第2导电型的第I半导体区域及第2半导体区域，该第2导电型的第I半导体区域及第2半导体区域配置在所述半导体层的表面层或所述半导体层上； 第I导电型的第3半导体区域，该第I导电型的第3半导体区域配置在所述第I半导体区域的表面层； 第I导电型的第4半导体区域，该第I导电型的第4半导体区域配置在所述第2半导体区域的表面层； 控制电路，该控制电路配置于所述第I半导体区域且将所述第3半导体区域的电位即第I电位作为基准电位进行动作； 异常检测电路，该异常检测电路配置于所述第2半导体区域且将所述第4半导体区域的电位即第2电位作为基准电位进行动作； 第I 二极管，该第I 二极管的阴极与所述第3半导体区域相连接，该第I 二极管的阳极与所述半导体层相连接；以及 第2电平移位电路，该第2电平移位电路将由所述异常检测电路输出的以所述第2电位作为基准电位的第I异常检测信号转换为以所述第I电位为基准的第3异常检测信号。26.如权利要求24或25所述的半导体装置，其特征在于， 所述第2电平移位电路包括:第2电平下拉电路，该第2电平下拉电路将由所述异常检测电路输出的以所述第2电位作为基准电位的第I异常检测信号转换为以所述半导体层的浮动电位即第3电位为基准的第2异常检测信号；以及第2电平上拉电路，该第2电平上拉电路将所述第2异常检测信号转换为以所述第I电位为基准电位的第3异常检测信号，并输出至所述控制电路。27.如权利要求24或25所述的半导体装置，其特征在于， 所述第2电平移位电路包括:第2电平下拉电路，该第2电平下拉电路将由所述异常检测电路输出的以所述第2电位作为基准电位的第I异常检测信号转换为以所述半导体层的浮动电位即第3电位为基准的第2异常检测信号；以及限流电阻，该限流电阻将由该第2电平下拉电路输出的第2异常检测信号提供给所述控制电路。28.如权利要求24或25所述的半导体装置，其特征在于， 所述第2半导体区域的周围被第I高耐压结终端结构包围。29.如权利要求28所述的半导体装置，其特征在于， 所述第I半导体区域的周围被第2高耐压结终端结构包围。30.如权利要求29所述的半导体装置，其特征在于， 所述第2高耐压结终端结构包括:第2导电型的第5半导体区域，该第2导电型的第5半导体区域配置于所述半导体层的表面层或所述半导体层上，与所述第I半导体区域相接且包围该第I半导体区域；以及 第I导电型的第6半导体区域，该第I导电型的第6半导体区域形成在所述第5半导体区域的表面层。31.如权利要求30所述的半导体装置，其特征在于， 将所述第5半导体区域作为所述第I 二极管的阴极区域，将所述第6半导体区域作为所述第I二极管的阳极区域。32.如权利要求31所述的半导体装置，其特征在于， 所述第5半导体区域由隔着第I导电型区域相邻且分别与所述第6半导体区域相接的多个区域构成，该多个区域的一部分是所述阴极区域。33.如权利要求30所述的半导体装置，其特征在于， 所述第I高耐压结终端结构包括:第2导电型的第7半导体区域，该第2导电型的第7半导体区域配置于所述半导体层的表面层或所述半导体层上，与所述第2半导体区域相接且包围该第2半导体区域；以及 第I导电型的第8半导体区域，该第I导电型的第8半导体区域形成在所述第7半导体区域的表面层。34.如权利要求26所述的半导体装置，其特征在于， 所述第2电平下拉电路包括:第I导电型的第I场效应晶体管；以及连接在所述第I场效应晶体管的漏极电极和所述半导体层之间的第I电平移位电阻， 所述第2电平上拉电路包括:第2导电型的第2场效应晶体管；以及连接在所述第2场效应晶体管的漏极电极和所述第I半导体区域之间的第2电平移位电阻， 所述第I异常检测信号被输入至所述第I场效应晶体管的栅极电极，从所述第I场效应晶体管的漏极电极输出的所述第2异常检测信号输入至所述第2场效应晶体管的栅极电极。35.如权利要求34所述的半导体装置，其特征在于， 所述第2场效应晶体管将第I导电型的第6半导体区域作为漏极漂移区域，所述第I导电型的第6半导体区域形成于所述半导体层的表面层或所述半导体层上所配置的第2导电型的第5半导体区域的表面层， 所述第I场效应晶体管将第2导电型的第7半导体区域作为漏极漂移区域，所述第2导电型的第7半导体区域配置在所述半导体层的表面层或所述半导体层上。36.如权利要求24或25所述的半导体装置，其特征在于， 所述第I二极管与所述半导体层配置于同一半导体基板内。37.如权利要求24或25所述的半导体装置，其特征在于， 所述第I二极管的阴极通过外部布线与所述第3半导体区域相连接。38.一种半导体装置，其特征在于，包括: 第I导电型的半导体层； 第2导电型的第I半导体区域及第2半导体区域，该第2导电型的第I半导体区域及第2半导体区域配置在所述半导体层的表面层或所述半导体层上； 第I导电型的第3半导体区域，该第I导电型的第3半导体区域配置在所述第I半导体区域的表面层； 第I导电型的第4半导体区域，该第I导电型的第4半导体区域配置在所述第2半导体区域的表面层； 控制电路，该控制电路配置于所述第I半导体区域且将所述第3半导体区域的电位即第I电位作为基准电位进行动作； 异常检测电路，该异常检测电路配置于所述第2半导体区域且将所述第4半导体区域的电位即第2电位作为基准电位进行动作； 阳极电极，该阳极电极用于连接外接的第I 二极管的阳极，并配置于所述半导体层的表面层； 用于连接所述第I二极管的阴极的接地端子或配置于所述第3半导体区域的表面层的阴极电极；以及 第2电平移位电路，该第2电平移位电路将由所述异常检测电路输出的以所述第2电位作为基准电位的第I异常检测信号转换为以所述第I电位为基准的第3异常检测信号。39.一种半导体装置，其特征在于，包括: 第I导电型的半导体层； 第2导电型的第I半导体区域及第2半导体区域，该第2导电型的第I半导体区域及第2半导体区域配置在所述半导体层的表面层或所述半导体层上； 第I导电型的第3半导体区域，该第I导电型的第3半导体区域配置在所述第I半导体区域的表面层； 第I导电型的第4半导体区域，该第I导电型的第4半导体区域配置在所述第2半导体区域的表面层； 控制电路，该控制电路配置于所述第I半导体区域且将所述第3半导体区域的电位即第I电位作为基准电位进行动作； 栅极驱动电路，该栅极驱动电路配置于所述第3半导体区域且将所述第4半导体区域的电位即第2电位作为基准电位进行动作； 阳极电极，该阳极电极用于连接外接的第I 二极管的阳极，并配置于所述半导体层的表面层； 用于连接所述第I二极管的阴极的接地端子或配置于所述第2半导体区域的表面层的阴极电极；以及 电平移位电路，该电平移位电路将由所述控制电路输出的以所述第I电位作为基准电位的第I栅极控制信号转换为以所述第2电位为基准的第3栅极控制信号，并输出到所述栅极驱动电路。40.如权利要求24、25、38、39的任一项所述的半导体装置，其特征在于， 包括第2 二极管，该第2 二极管的阴极与所述第2半导体区域相连接，该第2 二极管的阳极与所述半导体层相连接。41.一种半导体装置，其特征在于，包括: 栅极驱动电路，该栅极驱动电路输出用于驱动一个以上的功率器件的栅极的栅极信号，该一个以上的功率器件的主端子的一个与将公共电位作为基准电位的高电压电源的高电位侧相连接，该一个以上的功率器件的主端子的另一个与负载相连接，所述栅极驱动电路将以所述主端子的另一个作为基准电位的第I低电压电源作为电源，并配置于在P型的半导体层的表面层或所述半导体层上所设置的η型的第I半导体区域； 控制电路，该控制电路将从外部输入的所述栅极信号输出以传输至所述栅极驱动电路，所述控制电路将以所述公共电位为基准电位的第2低电压电源作为电源，并配置于在所述半导体层的表面层或所述半导体层上所设置的η型的第2半导体区域； 公共电位电极，该公共电位电极用于输入所述公共电位；以及第I 二极管，该第I 二极管的阴极与所述公共电位电极相连接，该第I 二极管的阳极与所述半导体层相连接。42.一种半导体装置，其特征在于，包括: 栅极驱动电路，该栅极驱动电路输出用于驱动一个以上的功率器件的栅极的栅极信号，该一个以上的功率器件的主端子的一个与将公共电位作为基准电位的高电压电源的高电位侧相连接，该一个以上的功率器件的主端子的另一个与负载相连接，所述栅极驱动电路将以所述主端子的另一个作为基准电位的第I低电压电源作为电源，并配置于在P型的半导体层的表面层或所述半导体层上所设置的η型的第I半导体区域， 控制电路，该控制电路将从外部输入的所述栅极信号输出以传输至所述栅极驱动电路，所述控制电路将以所述公共电位为基准电位的第2低电压电源作为电源，并配置于在所述半导体层的表面层或所述半导体层上所设置的η型的第2半导体区域； 公共电位电极，该公共电位电极用于输入所述公共电位；以及 阳极电极，该阳极电极用于连接外接的第I 二极管，并形成于所述半导体层的表面层。43.一种半导体装置，其特征在于，包括: 栅极驱动电路，该栅极驱动电路输出用于驱动一个以上的功率器件的栅极的栅极信号，该一个以上的功率器件的主端子的一个与将公共电位作为基准电位的高电压电源的高电位侧相连接，该一个以上的功率器件的主端子的另一个与负载相连接，所述栅极驱动电路将以所述主端子的另一个为基准电位的第I低电压电源作为电源，并配置于在P型的半导体层的表面层或所述半导体层上所设置的η型的第I半导体区域；以及 控制电路，该控制电路将从外部输入的所述栅极信号输出以传输至所述栅极驱动电路，所述控制电路将以所述公共电位为基准电位的第2低电压电源作为电源，并配置于在所述半导体层的表面层或所述半导体层上所设置的η型的第2半导体区域， 在所述主端子的另一个的电位低于所述公共电位时，所述半导体层和所述公共电位之间的阻抗高于所述第I半导体区域和所述半导体层所形成的寄生二极管的阻抗。44.一种半导体装置，其特征在于，包括: 异常检测电路，该异常检测电路对一个以上的功率器件的异常进行检测，该一个以上的功率器件的主端子的一个与将公共电位作为基准电位的高电压电源的高电位侧相连接，该一个以上的功率器件的主端子的另一个与负载相连接，所述异常检测电路将以所述主端子的另一个为基准电位的第I低电压电源作为电源，并配置于在P型的半导体层的表面层或所述半导体层上所设置的η型的第I半导体区域；以及 控制电路，该控制电路将以所述公共电位为基准电位的第2低电压电源作为电源，并配置于在所述半导体层的表面层或所述半导体层上所设置的η型的第2半导体区域， 在所述主端子的另一个的电位低于所述公共电位时，所述半导体层和所述公共电位之间的阻抗高于由所述第I半导体区域和所述半导体层形成的寄生二极管的阻抗。
【专利摘要】本发明提供一种能防止因负电压浪涌引起的高侧栅极驱动电路的误动作的半导体装置。在成为半导体层的p型块状基板(101)和第1电位(GND电位)之间连接有二极管(128)，从成为第1半导体区域的n扩散区域(102)中形成的控制电路(136)通过第1电平下拉电路(139)及第1电平上拉电路(140)向成为第2半导体区域的n扩散区域(103)中形成的高侧栅极驱动电路(137)传输信号，从而能防止因负电压浪涌引起的高侧栅极驱动电路(137)的误动作。
【IPC分类】H03K19/0175, H03K17/56, H01L27/04, H01L21/8234, H01L27/088, H01L27/06, H01L21/822
【公开号】CN105190866
【申请号】CN201480013563
【发明人】上西显宽, 赤羽正志
【申请人】富士电机株式会社
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年9月1日
【公告号】US20160006427, WO2015029456A1