[發明專利]半導體裝置、DC-DC 轉換器和保護元件

有效

• 申請號: 201110273485.8
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102738143A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 一岐村岳人
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H02M3/155
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 徐殿軍

本申請基于2011年8月13日提交的在先日本專利申請No.2011-089083并要求其優先權，該在先申請的全部內容通過引用并入此處。

技術領域

本發明后述實施方式大體涉及半導體裝置、DC-DC轉換器和保護元件。

背景技術

一直以來，開發了保護集成電路免受ESD(Electrostatic?Discharge，靜電放電)影響的保護元件。此類保護元件的大多數在電源布線和接地布線之間與集成電路并聯連接，擊穿電壓設定成比集成電路中的元件的擊穿電壓低。這樣，在通過ESD等對電源布線施加高電壓時，保護元件比集成電路中的元件先擊穿而流過電流，保護集成電路。

發明內容

本發明的目的是提供耐用性高的半導體裝置和DC-DC轉換器。此外，本發明的另一目的是提供可縮小尺寸的保護元件。

實施方式的半導體裝置，其特征在于，具備：第一布線，與高電位側電源電位連接；第二布線，與上述高電位側電源電位連接，且與上述第一布線不同；開關晶體管，一端與上述第一布線連接，另一端與輸出端子連接；以及保護元件，在上述高電位側電源電位和低電位側電源電位之間與上述開關晶體管并聯連接，上述保護元件具有：第一p型半導體區域，與上述第一布線連接；n型半導體區域，與上述第二布線連接，且與上述第一p型半導體區域相接；以及第二p型半導體區域，與上述n型半導體區域相接，并從上述第一p型半導體區域離開，且與用于連接上述低電位側電源電位的布線連接。

此外，另一實施方式的DC-DC轉換器，其特征在于，具備：第一布線，與高電位側電源電位連接；第二布線，與上述高電位側電源電位連接，且與上述第一布線不同；開關電路，在經由上述第一布線的高電位側電源電位和低電位側電源電位之間連接，在輸出端有選擇地連接上述高電位側電源電位或上述低電位側電源電位；電感器，一端與上述開關電路的輸出端連接；電容器，在上述電感器的另一端和上述低電位側電源電位之間連接；以及保護元件，在上述高電位側電源電位和上述低電位側電源電位之間與上述開關電路并聯連接，上述保護元件具有：第一p型半導體區域，與上述第一布線連接；n型半導體區域，與上述第二布線連接，且與上述第一p型半導體區域相接；以及第二p型半導體區域，與上述n型半導體區域相接，從上述第一p型半導體區域離開，且與上述低電位側電源電位連接。

再有，另一實施方式的保護元件，在高電位側電源電位和低電位側電源電位之間與被保護電路并聯連接，其特征在于，具備：第一p型區域，在半導體基板上形成；n型區域，在上述半導體基板上形成，且與上述第一p型區域相接；第二p型區域，在上述半導體基板上形成，與上述n型區域相接，并從上述第一p型區域離開，且被施加上述低電位側電源電位；第一布線，與上述第一p型區域連接，被施加上述高電位側電源電位，且流過向上述被保護電路供給的電流；以及第二布線，與上述n型區域接觸，被施加上述高電位側電源電位，且不流過向上述被保護電路供給的電流。

根據上述構成的半導體裝置和DC-DC轉換器，可提高耐用性。此外，根據上述構成的保護元件，可縮小尺寸。

附圖說明

圖1是例示第一實施方式涉及的半導體裝置的示意電路圖。

圖2是例示第一實施方式涉及的半導體裝置的一部分的立體圖。

圖3是例示第一實施方式涉及的保護元件的示意剖視圖。

圖4(a)～(c)是例示第一實施方式涉及的保護元件的動作的圖。

圖5是例示第二實施方式涉及的半導體裝置的示意電路圖。

圖6是以時間為橫軸、以在被保護電路的電源布線間的電壓和流過pMOS及nMOS的電流為豎軸而例示模擬結果的曲線圖。

圖7是以時間為橫軸、以流過被保護電路的各電極的電流為豎軸而例示保護元件的工作的模擬結果的曲線圖。

圖8是例示第二實施方式的第一比較例的半導體裝置的示意電路圖。

圖9是以時間為橫軸、以在被保護電路的電源布線間的電壓和流過pMOS及nMOS的電流為豎軸而例示模擬結果的曲線圖。

圖10是例示第二實施方式的第二比較例的半導體裝置的示意電路圖。

圖11是例示第三實施方式涉及的保護元件的示意剖視圖。

圖12是例示第四實施方式涉及的保護元件的示意剖視圖。

圖13是例示第五實施方式涉及的保護元件的示意剖視圖。

圖14是例示第六實施方式涉及的保護元件的示意剖視圖。

圖15是例示第七實施方式涉及的保護元件的示意剖視圖。