[发明专利]功率用半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用二极管对电容器充电以得到高(电压)侧驱动电路的驱动电压的功率用半导体装置，特别涉及可以降低耗电功率的功率用半导体装置。

背景技术

在半桥电路中，驱动高侧开关元件的高侧驱动电路需要高于主电源的驱动电压。因此，已知利用二极管对电容器充电以得到该驱动电压(例如参照非专利文献1)。

非专利文献1：K.Watabe et al.、“A Half-Bridge Driver IC with Newly Designed High Voltage Diode”、Proc.Of ISPSD2001、pp.279-282.

内置在驱动电路的二极管具有P型半导体衬底、设在衬底表面的N型负极区域、设在N型负极区域内的P型正极区域。这2个半导体区域和半导体衬底构成寄生PNP晶体管。在对电容器充电时在二极管会流过正向电流。由于该正向电流也是寄生PNP晶体管的基极电流，因此寄生PNP晶体管的集电极电流从P型正极区域流向P型半导体衬底。该集电极电流流向GND，成为无助于IC动作的单纯的损耗。以往存在的问题是：损耗较多，耗电功率较大。

发明内容

本发明是为解决如上所述的问题而完成的，其目的在于得到一种可以降低耗电功率的功率用半导体装置。

本发明所涉及的功率用半导体装置包括：高侧开关元件及低(电压)侧开关元件，在高压侧电位与低压侧电位之间从高压侧依次图腾柱连接(totem-pole-connected)；高侧驱动电路，驱动所述高侧开关元件；低侧驱动电路，驱动所述低侧开关元件；电容器，一端连接于所述高侧开关元件与所述低侧开关元件的连接点，另一端连接于所述高侧驱动电路的电源端子，向所述高侧驱动电路供给驱动电压；以及二极管，正极连接于电源，负极连接于所述电容器的所述另一端，将来自所述电源的电流供给至所述电容器的所述另一端，所述二极管具有：P型半导体衬底；N型负极区域，设在所述P型半导体衬底的表面；P型正极区域，设在所述N型负极区域内；P型接触区域及N型接触区域，设在所述P型正极区域内；负极电极，连接于所述N型负极区域；以及正极电极，连接于所述P型接触区域及所述N型接触区域。

根据本发明，可以降低耗电功率。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的功率用半导体装置的电路图。

图2是表示实施方式1所涉及的高耐压二极管的剖视图。

图3是用于说明实施方式1所涉及的高耐压二极管的充电动作的剖视图。

图4是用于说明实施方式1所涉及的高耐压二极管的恢复(recovery)动作的剖视图。

图5是表示比较例所涉及的高耐压二极管的剖视图。

图6是用于说明比较例所涉及的高耐压二极管的充电动作的剖视图。

图7是表示实施方式2所涉及的高耐压二极管的剖视图。

图8是用于说明实施方式2所涉及的高耐压二极管的恢复动作的剖视图。

图9是表示实施方式3所涉及的高耐压二极管的剖视图。

图10是用于说明实施方式3所涉及的高耐压二极管的充电动作的剖视图。

图11是用于说明实施方式3所涉及的高耐压二极管的恢复动作的剖视图。

图12是表示实施方式4所涉及的高耐压二极管的平面图。

图13是沿着图12的A-A’的剖视图。

图14是沿着图12的B-B’的剖视图。

图15是用于说明实施方式4所涉及的高耐压二极管的恢复动作的平面图。

图16是表示实施方式5所涉及的高耐压二极管的平面图。

图17是沿着图16的A-A’的剖视图。

图18是沿着图16的B-B’的剖视图。

图19是表示实施方式6所涉及的高耐压二极管的剖视图。

图20是表示实施方式7所涉及的高耐压二极管的平面图。

图21是沿着图20的A-A’的剖视图。

图22是沿着图20的B-B’的剖视图。

图23是表示实施方式8所涉及的高耐压二极管的平面图。

图24是沿着图23的A-A’的剖视图。

图25是沿着图23的B-B’的剖视图。

图26是表示实施方式9所涉及的高耐压二极管的平面图。

图27是沿着图26的A-A’的剖视图。

图28是沿着图26的B-B’的剖视图。

标号说明