[发明专利]半导体器件

说明书

本申请是申请日为2005年2月16日、申请号为200510007761.0、发明名称为“半导体器件”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本发明要求2004年3月31日申请的日本专利申请号2004-106224的优先权，因此将其内容引入本申请作为参考。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术，并且尤其涉及在应用于具有电源电路的半导体器件时有效的技术。

背景技术

为了实现电源电路等的微型化及其快速响应，近年来电源中使用的功率MOS·FET(金属氧化物半导体场效应晶体管)已经朝着高频增加的方向发展。

特别地，用作台式或笔记本个人计算机、服务器或游戏机等的电源电路的非绝缘型DC-DC转换器具有相对于将被控制的CPU(中央处理单元)和DSP等增加电流和频率的趋势。

被广泛用作电源电路的一个例子的DC-DC转换器具有这样的结构，其中用于高压侧开关的功率MOS·FET和用于低压侧开关的功率MOS·FET串联连接。用于高压侧开关的功率MOS·FET具有用于DC-DC转换器的控制的开关功能，而用于低压侧开关的功率MOS·FET具有用于同步整流的开关功能。两个功率MOS·FET在彼此同步时交替地导通/截止，以执行源或电源电压的转换。

例如，日本未审专利公开号2002-217416中描述了这种DC-DC转换器，该专利公开了这样一种技术，其中用相同的封装配置用于高压侧的功率MOS·FET和用于低压侧的功率MOS·FET，并且提高了用于高压侧的功率MOS·FET和用于低压侧的功率MOS·FET之间的电压转换效率(参考专利文献1)。

例如，日本未审查专利公开号2001-25239中公开了这样一种技术，其中通过电阻器和电容器减小表示在DC-DC转换器处出现问题的噪音，在DC-DC转换器中控制电路、驱动电路和功率MOS·FET被制成一个芯片(参考专利文献2)。

专利文献1

日本未审专利公开号2002-217416

专利文献2

日本未审查专利公开号2001-25239

发明内容

作为有关DC-DC转换器的尺寸进一步减小、速度加快和效率增加的论述结果，本发明人发现存在下列问题。

专利文献1公开了将用于高压侧功率MOS·FET的开关半导体芯片和用于低压侧功率MOS·FET的开关半导体芯片的两个导体芯片包括到同一树脂模塑封装中的技术。但是，没有详细地提及用于控制这些开关的导通/截止操作的控制电路，换言之，没有详细地提及用于驱动功率MOS·FET的栅极的驱动电路。当通过包括不同半导体芯片的不同封装配置驱动电路时，用于构成DC-DC转换器的部件数目增加，并且因此封装面积变大。因此，担心不能充分地实现DC-DC转换器的尺寸减小。此外，由于为了连接两个不同的封装需要在安装板上布置布线路径，因此还担心由于布线上寄生的电感而发生损耗，且因此电压转换效率将被降低。在高频继续增加之处损耗的比例尤其值得关注。

专利文献1没有具体涉及用于控制驱动电路的控制电路。

当控制电路用于控制驱动电路时，象在专利文献2中那样，驱动电路和功率MOS·FET被制成一个芯片，可以实现用于构成DC-DC转换器的半导体器件的尺寸减小。但是，制造芯片的工艺变得复杂。因此担心不能充分地产生各种半导体元件和电路性能。因此，担心不能充分地实现DC-DC转换器的速度加快和效率提高。还担心用于芯片制造所需要的时间和制造成本增加。

重要的目的是如何适合于大电流和频率的增加以及如何获得小尺寸和高电压转换效率的DC-DC转换器，以便减少或解决上述担心。

本发明的一个目的是提供一种能提高半导体器件的电压转换效率的技术。

本发明的另一目的是提供一种能减小半导体器件的封装尺寸的技术。

本发明的再一目的是提供一种能减少半导体器件的制造成本的技术。

本发明的又一目的是提供一种能实现半导体器件的可靠性增加的技术。

通过本说明书及附图的描述将使本发明的上述、其他目的和新颖性特征变得明显。

本申请中公开的代表性发明的概要将简要说明如下。

在本发明中，用于高压侧开关的功率晶体管、用于低压侧开关的功率晶体管和驱动这些功率晶体管的驱动电路分别由不同的半导体芯片构成。这三个半导体芯片被容纳或保持在一个封装中。而且，包括用于高压侧开关的功率晶体管的半导体芯片和包括驱动电路的半导体芯片被彼此邻近地布置。更具体地描述，本发明的半导体器件包括：