專利名稱：功率用半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用二極管對電容器充電以得到高(電壓)側(cè)驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓的功率用半導(dǎo)體裝置，特別涉及可以降低耗電功率的功率用半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
在半橋電路中，驅(qū)動高側(cè)開關(guān)元件的高側(cè)驅(qū)動電路需要高于主電源的驅(qū)動電壓。 因此，已知利用二極管對電容器充電以得到該驅(qū)動電壓(例如參照非專利文獻1)。非專利文獻1 :K. Watabe et al.、“A Half-Bridge Driver IC with Newly Designed High Voltage Diode”、Proc. Of ISPSD2001、pp.279-282.內(nèi)置在驅(qū)動電路的二極管具有P型半導(dǎo)體襯底、設(shè)在襯底表面的N型負(fù)極區(qū)域、設(shè)在N型負(fù)極區(qū)域內(nèi)的P型正極區(qū)域。這2個半導(dǎo)體區(qū)域和半導(dǎo)體襯底構(gòu)成寄生PNP晶體管。 在對電容器充電時在二極管會流過正向電流。由于該正向電流也是寄生PNP晶體管的基極電流，因此寄生PNP晶體管的集電極電流從P型正極區(qū)域流向P型半導(dǎo)體襯底。該集電極電流流向GND，成為無助于IC動作的單純的損耗。以往存在的問題是損耗較多，耗電功率較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決如上所述的問題而完成的，其目的在于得到一種可以降低耗電功率的功率用半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明所涉及的功率用半導(dǎo)體裝置包括高側(cè)開關(guān)元件及低(電壓)側(cè)開關(guān)元件， 在高壓側(cè)電位與低壓側(cè)電位之間從高壓側(cè)依次圖騰柱連接(totem-pole-cormected)；高側(cè)驅(qū)動電路，驅(qū)動所述高側(cè)開關(guān)元件；低側(cè)驅(qū)動電路，驅(qū)動所述低側(cè)開關(guān)元件；電容器，一端連接于所述高側(cè)開關(guān)元件與所述低側(cè)開關(guān)元件的連接點，另一端連接于所述高側(cè)驅(qū)動電路的電源端子，向所述高側(cè)驅(qū)動電路供給驅(qū)動電壓；以及二極管，正極連接于電源，負(fù)極連接于所述電容器的所述另一端，將來自所述電源的電流供給至所述電容器的所述另一端， 所述二極管具有P型半導(dǎo)體襯底；N型負(fù)極區(qū)域，設(shè)在所述P型半導(dǎo)體襯底的表面；P型正極區(qū)域，設(shè)在所述N型負(fù)極區(qū)域內(nèi)；P型接觸區(qū)域及N型接觸區(qū)域，設(shè)在所述P型正極區(qū)域內(nèi)；負(fù)極電極，連接于所述N型負(fù)極區(qū)域；以及正極電極，連接于所述P型接觸區(qū)域及所述N 型接觸區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，可以降低耗電功率。


圖1是實施方式1所涉及的功率用半導(dǎo)體裝置的電路圖。圖2是表示實施方式1所涉及的高耐壓二極管的剖視圖。圖3是用于說明實施方式1所涉及的高耐壓二極管的充電動作的剖視圖。圖4是用于說明實施方式1所涉及的高耐壓二極管的恢復(fù)(recovery)動作的剖視圖。圖5是表示比較例所涉及的高耐壓二極管的剖視圖。圖6是用于說明比較例所涉及的高耐壓二極管的充電動作的剖視圖。圖7是表示實施方式2所涉及的高耐壓二極管的剖視圖。圖8是用于說明實施方式2所涉及的高耐壓二極管的恢復(fù)動作的剖視圖。圖9是表示實施方式3所涉及的高耐壓二極管的剖視圖。圖10是用于說明實施方式3所涉及的高耐壓二極管的充電動作的剖視圖。圖11是用于說明實施方式3所涉及的高耐壓二極管的恢復(fù)動作的剖視圖。圖12是表示實施方式4所涉及的高耐壓二極管的平面圖。圖13是沿著圖12的A-A，的剖視圖。圖14是沿著圖12的B-B，的剖視圖。圖15是用于說明實施方式4所涉及的高耐壓二極管的恢復(fù)動作的平面圖。圖16是表示實施方式5所涉及的高耐壓二極管的平面圖。圖17是沿著圖16的A-A，的剖視圖。圖18是沿著圖16的B-B，的剖視圖。圖19是表示實施方式6所涉及的高耐壓二極管的剖視圖。圖20是表示實施方式7所涉及的高耐壓二極管的平面圖。圖21是沿著圖20的A-A，的剖視圖。圖22是沿著圖20的B-B，的剖視圖。圖23是表示實施方式8所涉及的高耐壓二極管的平面圖。圖M是沿著圖23的A-A，的剖視圖。圖25是沿著圖23的B-B，的剖視圖。圖沈是表示實施方式9所涉及的高耐壓二極管的平面圖。圖27是沿著圖沈的A-A，的剖視圖。圖28是沿著圖沈的B-B，的剖視圖。標(biāo)號說明CB電容器；DB高耐壓二極管(二極管)；Trl高側(cè)開關(guān)元件；Tr2低側(cè)開關(guān)元件；IOa高側(cè)驅(qū)動電路；IOb低側(cè)驅(qū)動電路；12 P-型半導(dǎo)體襯底(P型半導(dǎo)體襯底)；14 N 型負(fù)極區(qū)域；16P型正極區(qū)域；20 P+型接觸區(qū)域(P型接觸區(qū)域、第一 P型區(qū)域)；22 N+型接觸區(qū)域(N型接觸區(qū)域、第一N型區(qū)域)；24負(fù)極電極；26正極電極；28場氧化膜；54 P+ 型接觸區(qū)域(P型接觸區(qū)域、第二 P型區(qū)域)；56 N+型接觸區(qū)域(N型接觸區(qū)域、第二 N型區(qū)域)；58P-型電壓保持區(qū)域(P型電壓保持區(qū)域)。
具體實施例方式參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式所涉及的功率用半導(dǎo)體裝置。在相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的標(biāo)記，有的情況下省略重復(fù)的說明。實施方式1.圖1是實施方式1所涉及的功率用半導(dǎo)體裝置的電路圖。該功率用半導(dǎo)體裝置是適用有HVIC(High Voltage Integrated Circuit，高壓集成電路)的半橋電路。
在主電源HV的高壓側(cè)電位與低壓側(cè)電位之間，高側(cè)開關(guān)元件Trl及低側(cè)開關(guān)元件 Tr2從高壓側(cè)依次圖騰柱連接。高側(cè)開關(guān)元件Trl及低側(cè)開關(guān)元件Tr2是N型半導(dǎo)體開關(guān)元件。在高側(cè)開關(guān)元件Trl及低側(cè)開關(guān)元件Tr2分別反并聯(lián)連接回流二極管Dl、D2。驅(qū)動電路10具有驅(qū)動高側(cè)開關(guān)元件Trl的高側(cè)驅(qū)動電路10a、驅(qū)動低側(cè)開關(guān)元件Tr2的低側(cè)驅(qū)動電路10b。驅(qū)動電路10的VB端子是高側(cè)驅(qū)動電路IOa的電源端子。VCC 端子是低側(cè)驅(qū)動電路IOb的電源端子，與低側(cè)驅(qū)動電源LV連接。COM端子與GND (接地點) 連接。經(jīng)由HO端子從高側(cè)驅(qū)動電路IOa對高側(cè)開關(guān)元件Trl輸出導(dǎo)通/截止(0N/0FF)指令，經(jīng)由LO端子從低側(cè)驅(qū)動電路IOb對低側(cè)開關(guān)元件Tr2輸出導(dǎo)通/截止指令。VS端子連接于高側(cè)開關(guān)元件Trl與低側(cè)開關(guān)元件Tr2的連接點。此處，高側(cè)開關(guān)元件Trl的發(fā)射極(VS端子)的電位(VS電位)由于低側(cè)開關(guān)元件Tr2的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)、或流過負(fù)載的電流的回流等，從GND電位在主電源HV的高壓側(cè)電位之間變化。因此，高側(cè)驅(qū)動電路IOa是以VS電位為基準(zhǔn)進行動作，相對于GND而言是電位浮動的構(gòu)造(絕緣)。另外，為了驅(qū)動高側(cè)開關(guān)元件Trl，需要在其柵極施加高于發(fā)射極的電位。在高側(cè)開關(guān)元件Trl為導(dǎo)通(ON)的情況下，發(fā)射極電位(VS電位)與主電源HV的高壓側(cè)電位大致相等。所以，為了將高側(cè)開關(guān)元件Trl持續(xù)保持為導(dǎo)通狀態(tài)，需要在柵極施加高壓側(cè)電位 +柵極驅(qū)動電壓。因此，需要使高側(cè)驅(qū)動電路IOa的動作電壓高于主電源HV的電位。因此，設(shè)有電容器CB和高耐壓二極管DB。電容器CB的一端與VS端子連接，另一端與VB端子連接。電容器CB經(jīng)由VB端子向高側(cè)驅(qū)動電路IOa供給驅(qū)動電壓。二極管DB 的正極與低側(cè)驅(qū)動電源LV連接，負(fù)極與電容器CB的另一端連接。高耐壓二極管DB將來自低側(cè)驅(qū)動電源LV的電流供給至電容器CB的另一端，對電容器CB充電。通過將該充電電壓加在高側(cè)開關(guān)元件Trl的發(fā)射極電位(VS電位)，可以得到高側(cè)驅(qū)動電路IOa的動作電壓。接下來，說明上述功率用半導(dǎo)體裝置的動作。在高側(cè)驅(qū)動電路IOa使高側(cè)開關(guān)元件Trl為截止(OFF)，低側(cè)驅(qū)動電路IOb使低側(cè)開關(guān)元件Tr2為導(dǎo)通的情況下，VS電位下降至GND電位附近。在這種情況下，由于高耐壓二極管DB正向偏置，因此經(jīng)由高耐壓二極管 DB向電容器CB流過充電電流。此時的電壓的關(guān)系可由下式表達。VCC = VB+VF (式 1)VB = Q/CB+VS (式 2)VS = Von(式 3)此處，VCC是VCC端子的電位，VB是VB端子的電位，VF是高耐壓二極管DB的正向電壓[V]，Q是被電容器CB充電的總電荷量[C]，CB是電容器CB的容量值[F]，VS是VS端子的電位，Von是低側(cè)開關(guān)元件Tr2的接通電壓[V]。利用上述關(guān)系式，電容器CB的電壓、即VB端子與VS端子之間的電壓如以下所示。VB-VS = Q/CB = Vcc-VF-Von (式 4)因此，充電時，經(jīng)由高耐壓二極管DB，相當(dāng)于該電荷量Q的充電電流供給至電容器 CB。另一方面，在高側(cè)驅(qū)動電路IOa使高側(cè)開關(guān)元件Trl為導(dǎo)通，低側(cè)驅(qū)動電路IOb使低側(cè)開關(guān)元件Tr2為截止的情況下，VS電位上升至HV電位。在這種情況下，由于高耐壓二極管DB反向偏置，因此不流過高耐壓二極管DB的充電電流。而且，高側(cè)驅(qū)動電路IOa以電容CB為電源，以VS電位為基準(zhǔn)電位進行動作。圖2是表示實施方式1所涉及的高耐壓二極管的剖視圖。在高耐壓二極管DB的負(fù)極側(cè)形成高側(cè)驅(qū)動電路10a。在P-型半導(dǎo)體襯底12的表面設(shè)有N型負(fù)極區(qū)域14。該N 型負(fù)極區(qū)域14是高耐壓二極管DB的負(fù)極區(qū)域，同時也是高側(cè)驅(qū)動電路IOa的一部分。此外，也可以在高側(cè)驅(qū)動電路IOa形成N型的嵌入擴散區(qū)域。在高耐壓二極管DB中，在N型負(fù)極區(qū)域14內(nèi)設(shè)有P型正極區(qū)域16和N+型接觸層 18。在P型正極區(qū)域16內(nèi)設(shè)有P+型接觸區(qū)域20和N+型接觸區(qū)域22。在N型負(fù)極區(qū)域14 經(jīng)由N+型接觸層18連接有負(fù)極電極M，在P+型接觸區(qū)域20和N+型接觸區(qū)域22連接有正極電極26。在正極電極沈與負(fù)極電極M之間，在P-型半導(dǎo)體襯底12上設(shè)有場氧化膜 28及場板30。此外，盡管高耐壓二極管DB的截面構(gòu)造與DMOS (Double-Diffused MOSFET 雙擴散M0SFET)同樣，但將相當(dāng)于柵極電極的低電位側(cè)的場板30與正極電極沈連接，不進行MOS動作。在高側(cè)驅(qū)動電路10a，作為PMOS (p-channel MOSFET :p溝道M0SFET)，在N型負(fù)極區(qū)域14內(nèi)設(shè)有P+型源極區(qū)域32和P+型漏極區(qū)域34，在兩者之間設(shè)有柵極電極36。在N 型負(fù)極區(qū)域14內(nèi)設(shè)有P型擴散層38。作為匪OS (n-channel MOSFET :n溝道M0SFET)，在P 型擴散層38內(nèi)設(shè)有N+型漏極區(qū)域40和N+型源極區(qū)域42，在兩者之間設(shè)有柵極電極44。 P型擴散層38為NMOS的背柵極。在P+型源極區(qū)域32連接有負(fù)極電極對，在P+型漏極區(qū)域34和N+型漏極區(qū)域 40連接有電極46，在N+型源極區(qū)域42連接有電極48。負(fù)極電極M與VB端子連接，電極 48與VS端子連接。在兩個端子之間連接有電容器CB。場板30及柵極電極36、44被層間氧化膜50覆蓋。負(fù)極電極24、正極電極26、以及電極46、48被鈍化膜52覆蓋。場板30及柵極電極36、44是多晶硅層。負(fù)極電極M、正極電極26、以及電極46、48是鋁電極。圖3是用于說明實施方式1所涉及的高耐壓二極管的充電動作的剖視圖。若VS電位下降至GND電位附近，則高耐壓二極管DB正向偏置，高耐壓二極管DB對于電容器CB進行充電動作。此時，流過高耐壓二極管DB的正向電流Λ也是寄生PNP晶體管的基極電流，該寄生PNP晶體管由P-型半導(dǎo)體襯底12、N型負(fù)極區(qū)域14和P型正極區(qū)域16構(gòu)成。因此，寄生PNP晶體管的集電極電流Ic從P型正極區(qū)域16流向P-型半導(dǎo)體襯底12。該集電極電流Ic流向GND，成為無助于IC動作的單純的損耗。該損耗Pw可由下式表達。Pw = IcXVCC = hFEX IbXVCC (式 5)此處，hFE是寄生PNP晶體管的電流增益。另外，VCC為固定，通常hFE > 1。另外，電流Λ也是寄生NPN晶體管的基極電流，該寄生NPN晶體管由N型負(fù)極區(qū)域14、P型正極區(qū)域16和N+型接觸區(qū)域22構(gòu)成。因此，流過寄生NPN晶體管的集電極電流 Icnpn0Icnpn = H7EnX Ib (式 6)此處，hFEn是寄生NPN晶體管的電流增益。另外，供給至電容器CB的充電電流Ich可由下式表達。Ich = Ib+Icnpn = Ib (1+hFEn)(式 7)
并且，向電容器CB的供給功率Pb可由下式表達。Pb = IchX (VCC-VB-VS-VF)(式 8)圖4是用于說明實施方式1所涉及的高耐壓二極管的恢復(fù)動作的剖視圖。若VS 電位由于反相器動作成為高電位，則高耐壓二極管DB反向偏置，高耐壓二極管DB的充電動作完成。然后，注入至N型負(fù)極區(qū)域14的空穴隨著耗盡層的形成，流入GND電位的P-型半導(dǎo)體襯底12和P型正極區(qū)域16，產(chǎn)生恢復(fù)電流Ir。此時，在位于N+型接觸區(qū)域22下的P 型正極區(qū)域16流過電流，由于其寄生電阻成分產(chǎn)生電位差，因此從P型正極區(qū)域16向N+ 型接觸區(qū)域22流過正向電流。該正向電流是寄生NPN晶體管的基極電流。因此，寄生NPN 晶體管的集電極電流從N型負(fù)極區(qū)域14流向N+型接觸區(qū)域22。接下來，與比較例比較，說明實施方式1的效果。圖5是表示比較例所涉及的高耐壓二極管的剖視圖。圖6是用于說明比較例所涉及的高耐壓二極管的充電動作的剖視圖。 在比較例中沒有N+型接觸區(qū)域22。因此，由于寄生NPN晶體管不存在，因此充電電流Ich =讓。所以，由于式5及式8，Pw>Pb，產(chǎn)生向電容器CB的供給功率1 以上的損耗Pw。另一方面，在實施方式1中，由于在P型正極區(qū)域16內(nèi)設(shè)有N+型接觸區(qū)域22，由 N型負(fù)極區(qū)域14、P型正極區(qū)域16和N+型接觸區(qū)域22構(gòu)成寄生NPN晶體管。該寄生NPN 晶體管的集電極電流Icnpn為充電電流Ich的一部分，不是寄生PNP晶體管的基極電流。 所以，在得到相同充電電流Ich的情況下，與比較例相比可以降低損耗Pw。具體而言，在式 7中由于通常hFEn > 1，因此在得到相同充電電流Ich的情況下，與比較例相比可以將電流 Λ降低1/2以下。所以，式5的損耗Pw也可以降低至1/2以下。因此，在實施方式1中可以降低耗電功率。實施方式2.圖7是表示實施方式2所涉及的高耐壓二極管的剖視圖。與實施方式1相比，P+ 型接觸區(qū)域20和N+型接觸區(qū)域22的配置相反。所以，P+型接觸區(qū)域20與N+型接觸區(qū)域22相比，接近負(fù)極電極M。圖8是用于說明實施方式2所涉及的高耐壓二極管的恢復(fù)動作的剖視圖。在恢復(fù)動作時，空穴從N型負(fù)極區(qū)域14流入P型正極區(qū)域16。流入P型正極區(qū)域16的空穴經(jīng)過 P+型接觸區(qū)域20到達正極電極26。因此，與實施方式1不同，由于在位于N+型接觸區(qū)域 22下的P型正極區(qū)域16幾乎不流過電流，因此可以抑制恢復(fù)動作時的寄生NPN晶體管的動作。據(jù)此，即使VB電位處于高電位，也可以防止引起2次擊穿現(xiàn)象使NPN晶體管毀壞。實施方式3.圖9是表示實施方式3所涉及的高耐壓二極管的剖視圖。除了實施方式2的結(jié)構(gòu)， 設(shè)有與N+型接觸區(qū)域22相比遠(yuǎn)離負(fù)極電極24的P+型接觸區(qū)域M。圖10是用于說明實施方式3所涉及的高耐壓二極管的充電動作的剖視圖。在充電動作時，從P+型接觸區(qū)域討通過P型正極區(qū)域16向N型負(fù)極區(qū)域14注入空穴，寄生NPN 晶體管進行動作。所以，與實施方式2相比可以提高有助于寄生NPN晶體管的充電電流。圖11是用于說明實施方式3所涉及的高耐壓二極管的恢復(fù)動作的剖視圖。在恢復(fù)動作時，流入P型正極區(qū)域16的空穴經(jīng)過P+型接觸區(qū)域20到達正極電極26。因此，與實施方式2同樣，可以抑制恢復(fù)動作時的寄生NPN晶體管的動作，防止NPN晶體管的毀壞。實施方式4.
圖12是表示實施方式4所涉及的高耐壓二極管的平面圖。圖13是沿著圖12的 A-A’的剖視圖。圖14是沿著圖12的B-B’的剖視圖。在P-型半導(dǎo)體襯底12的表面，沿著與從正極電極沈朝向負(fù)極電極M的方向垂直的方向，交互配置P+型接觸區(qū)域20和N+型接觸區(qū)域22。在與多個P+型接觸區(qū)域20和多個N+型接觸區(qū)域22相比遠(yuǎn)離負(fù)極電極M 的位置，設(shè)有P+型接觸區(qū)域M。圖15是用于說明實施方式4所涉及的高耐壓二極管的恢復(fù)動作的平面圖。在恢復(fù)動作時，空穴從N型負(fù)極區(qū)域14向P型正極區(qū)域16流入。此時，空穴不流過寄生電阻較大的N+型接觸區(qū)域22下的P型正極區(qū)域16，而流過配置在N+型接觸區(qū)域22的兩側(cè)相鄰的P+型接觸區(qū)域20。因此，與實施方式2同樣，可以抑制恢復(fù)動作時的寄生NPN晶體管的動作，防止NPN晶體管的毀壞。實施方式5.圖16是表示實施方式5所涉及的高耐壓二極管的平面圖。圖17是沿著圖16的 A-A’的剖視圖。圖18是沿著圖16的B-B’的剖視圖。除了實施方式4的結(jié)構(gòu)，在與多個 P+型接觸區(qū)域20和多個N+型接觸區(qū)域22相比遠(yuǎn)離負(fù)極電極M的位置，設(shè)有N+型接觸區(qū)域56。P+型接觸區(qū)域M與N+型接觸區(qū)域56相比，遠(yuǎn)離負(fù)極電極M。在充電動作時，從P+型接觸區(qū)域M通過P型正極區(qū)域16向N型負(fù)極區(qū)域14注入空穴，寄生NPN晶體管進行動作。所以，與實施方式4相比可以提高有助于寄生NPN晶體管的充電電流。在恢復(fù)動作時，空穴從N型負(fù)極區(qū)域14向P型正極區(qū)域16流入。此時，空穴不流過寄生電阻較大的N+型接觸區(qū)域22下的P型正極區(qū)域16，而流過配置在N+型接觸區(qū)域 22的兩側(cè)相鄰的P+型接觸區(qū)域20。因此，與實施方式4同樣，可以抑制恢復(fù)動作時的寄生 NPN晶體管的動作，防止NPN晶體管的毀壞。實施方式6.圖19是表示實施方式6所涉及的高耐壓二極管的剖視圖。除了實施方式3的結(jié)構(gòu)，設(shè)有P-型電壓保持區(qū)域58，該P-型電壓保持區(qū)域58設(shè)在N型負(fù)極區(qū)域14內(nèi)，與P型正極區(qū)域16連接，延伸到場氧化膜觀下。若在負(fù)極電極M施加高電位，則在P-型電壓保持區(qū)域58從負(fù)極側(cè)到正極側(cè)形成有耗盡層，保持高壓。同樣，在N型負(fù)極區(qū)域14中，從正極側(cè)到負(fù)極側(cè)形成有耗盡層，保持高壓。在恢復(fù)動作時，從P型正極區(qū)域16或者P-型電壓保持區(qū)域58向N型負(fù)極區(qū)域14 注入的空穴，隨著耗盡層的形成經(jīng)過P-型電壓保持區(qū)域58和P+型接觸區(qū)域20，到達正極電極26。因此，可以抑制恢復(fù)動作時的寄生NPN晶體管的動作，防止NPN晶體管的毀壞。實施方式7.圖20是表示實施方式7所涉及的高耐壓二極管的平面圖。圖21是沿著圖20的 A-A'的剖視圖。圖22是沿著圖20的B-B’的剖視圖。P-型電壓保持區(qū)域58具有多個條狀的區(qū)域。該多個條狀的區(qū)域在P-型半導(dǎo)體襯底12的表面，沿著與從正極電極沈朝向負(fù)極電極M的方向垂直的方向，以等間隔隔離，互相平行排列。據(jù)此，由于可以改善不能同時兼顧P-型電壓保持區(qū)域58可以保持的耐壓和P-型電壓保持區(qū)域58的電阻值，有效吸收空穴，因此可以有效抑制恢復(fù)動作時的寄生NPN的動作。
實施方式8.圖23是表示實施方式8所涉及的高耐壓二極管的平面圖。圖M是沿著圖23的 A-A’的剖視圖。圖25是沿著圖23的B-B’的剖視圖。除了實施方式4的結(jié)構(gòu)，設(shè)有實施方式7的多個條狀的P-型電壓保持區(qū)域58。據(jù)此，可以得到實施方式4及實施方式7的效^ ο實施方式9.圖沈是表示實施方式9所涉及的高耐壓二極管的平面圖。圖27是沿著圖沈的 A-A’的剖視圖。圖觀是沿著圖沈的8-8’的剖視圖。除了實施方式5的結(jié)構(gòu)，設(shè)有實施方式7的多個條狀的P-型電壓保持區(qū)域58。據(jù)此，可以得到實施方式5及實施方式7的效^ ο
權(quán)利要求
1.一種功率用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括高側(cè)開關(guān)元件及低側(cè)開關(guān)元件，在高壓側(cè)電位與低壓側(cè)電位之間從高壓側(cè)依次圖騰柱連接；高側(cè)驅(qū)動電路，驅(qū)動所述高側(cè)開關(guān)元件； 低側(cè)驅(qū)動電路，驅(qū)動所述低側(cè)開關(guān)元件；電容器，一端連接于所述高側(cè)開關(guān)元件與所述低側(cè)開關(guān)元件的連接點，另一端連接于所述高側(cè)驅(qū)動電路的電源端子，向所述高側(cè)驅(qū)動電路供給驅(qū)動電壓；以及二極管，正極連接于電源，負(fù)極連接于所述電容器的所述另一端，將來自所述電源的電流供給至所述電容器的所述另一端， 所述二極管具有 P型半導(dǎo)體襯底；N型負(fù)極區(qū)域，設(shè)在所述P型半導(dǎo)體襯底的表面；P型正極區(qū)域，設(shè)在所述N型負(fù)極區(qū)域內(nèi)；P型接觸區(qū)域及N型接觸區(qū)域，設(shè)在所述P型正極區(qū)域內(nèi)；負(fù)極電極，連接于所述N型負(fù)極區(qū)域；以及正極電極，連接于所述P型接觸區(qū)域及所述N型接觸區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述P型接觸區(qū)域具有與所述N型接觸區(qū)域相比接近所述負(fù)極電極的第一 P型區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述P型接觸區(qū)域還具有與所述N型接觸區(qū)域相比遠(yuǎn)離所述負(fù)極電極的第二 P型區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述P型接觸區(qū)域具有多個第一 P型區(qū)域，所述N型接觸區(qū)域具有多個第一 N型區(qū)域，在所述P型半導(dǎo)體襯底的所述表面，沿著與從所述正極電極朝向所述負(fù)極電極的方向垂直的方向，交互配置所述多個第一 P型區(qū)域和所述多個第一 N型區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述N型接觸區(qū)域還具有與所述多個第一 P型區(qū)域和所述多個第一 N型區(qū)域相比遠(yuǎn)離所述負(fù)極電極的第二 N型區(qū)域，所述P型接觸區(qū)域還具有與所述第二 N型區(qū)域相比遠(yuǎn)離所述負(fù)極電極的第二 P型區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還包括 場氧化膜，在所述正極電極與所述負(fù)極電極之間設(shè)在所述P型半導(dǎo)體襯底上；以及P型電壓保持區(qū)域，設(shè)在所述N型負(fù)極區(qū)域內(nèi)，與所述P型正極區(qū)域連接，并且延伸到所述場氧化膜下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述P型電壓保持區(qū)域具有多個條狀的區(qū)域，在所述P型半導(dǎo)體襯底的所述表面，沿著與從所述正極電極朝向所述負(fù)極電極的方向垂直的方向，所述多個條狀的區(qū)域互相平行排列。
全文摘要
本發(fā)明得到一種可以降低耗電功率的功率用半導(dǎo)體裝置。功率用半導(dǎo)體裝置利用高耐壓二極管DB對電容器CB充電，以得到高側(cè)驅(qū)動電路(10a)的驅(qū)動電壓，高耐壓二極管DB具有P-型半導(dǎo)體襯底(12)；N型負(fù)極區(qū)域(14)，設(shè)在P-型半導(dǎo)體襯底(12)的表面；P型正極區(qū)域(16)，設(shè)在N型負(fù)極區(qū)域(14)內(nèi)；P+型接觸區(qū)域(20)和N+型接觸區(qū)域(22)，設(shè)在P型正極區(qū)域(16)內(nèi)；負(fù)極電極(24)，連接于N型負(fù)極區(qū)域(14)；以及正極電極(26)，連接于P+型接觸區(qū)域(20)和N+型接觸區(qū)域(22)。
文檔編號H01L25/00GK102299168SQ20111014011
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者清水和宏 申請人:三菱電機株式會社