[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置。

背景技术

作为将导入至车辆等中使用的汽油发动机的燃烧室内的混合气体点燃并使其燃烧的内燃机用点火装置的构成部，有控制向点火线圈的初级侧线圈流通的低压电流的半导体装置(点火器)。以往，作为点火器，已知有将构成使流通初级侧线圈的低压电流通断的开关的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，和用于控制该IGBT的电路部配置于同一芯片上的单芯片点火器。现有的单芯片点火器具备通过将IGBT和电路部的元件隔开预定距离地配置，从而能够进行电分离，且易于制造的自分离结构。对现有的自分离结构的单芯片点火器的结构进行说明。

图14是示出现有的单芯片点火器的平面布局的俯视图。图15是示出在图14的剖切线AA-AA’位置的截面结构的截面图。如图14、图15所示，现有的单芯片点火器在p⁺型半导体基板101上例如依次进行n⁺型缓冲区102、n^-型漂移区103的外延生长，并在n^-型漂移区103的表面层由多个p⁺型区104扩散而成的半导体芯片上具备IGBT部110、电路部120以及耐压结构部130。应予说明，在图15中，将多个p⁺型区104进行简化而作为一个p⁺型区104进行图示。IGBT部110以及电路部120并列配置于芯片中央部。在IGBT部110配置有构成点火器的开关的IGBT等。

在电路部120配置有例如配置绝缘栅型场效应晶体管(MOSFET)等的有源元件的第一电路部121，和作为使IGBT部110的IGBT与第一电路部121的各元件电分离的自分离区而起作用的第二电路部122。第二电路部122在IGBT部110和第一电路部121之间以预定的宽度(剖切线AA-AA’方向的宽度)w0配置。通过如此设置第二电路部122，使IGBT部110和第一电路部121的隔开距离，从而能够降低从IGBT部110向第一电路部121流通的IGBT部110的IGBT的寄生电流的电流值。

据此，通过使第二电路部122作为自分离区而起作用，从而抑制了由IGBT部110的IGBT的寄生电流引起的不利影响波及到第一电路部121的各元件，并且确保了第一电路部121的浪涌(surge)耐受量。为了有效利用该第二电路部(以下成为自分离区)122的占有面积，在自分离区122，将构成电路部120的多个部件中不受由IGBT部110的IGBT的寄生电流引起的不利影响的部件，即布线和/或电极衬垫、多晶硅器件等在芯片正面上隔着氧化膜而配置，且将不与硅部接触的部件集中进行配置。

作为在同一芯片上配置了IGBT部和电路部的沟槽分离结构的半导体装置，提出了在IGBT部和保护电路部之间具备深的沟槽和在其中埋入绝缘物，例如氧化硅膜(SiO₂)的结构的装置(例如，参考下述专利文献1)。在下述专利文献1中，记载了只有当沟槽的深度到达阳极侧的p⁺型集电区附近的深度时，效果才会变大，尤其是在与开关速度无关的用途，特别是在发动机点火装置等中该现象表现得显著。此外，作为在同一芯片上配置了IGBT部和电路部的自分离结构的半导体装置，还提出有在除了窄的表面沟道或者颈部区(neck region)之外，IGBT部以及控制部两者实质上由电场端子包围的装置(例如，参考下述专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－119542号公报

专利文献2：日本特开平9－181315号公报

发明内容

技术问题

然而，虽然在现有的自分离结构的单芯片点火器中，通过小型化技术等将构成电路部120的各部件的所占面积缩小，从而对应于这些部件的所占面积而能够缩小第一电路部121的面积，但不能缩小自分离区122的面积。因此，在电路部120产生未配置部件的无效区域，无效区域的面积相当于自分离区122的宽度w0(＝800μm左右)×芯片一边的长度。也就是说，在现有结构中，对电路部120进行进一步的小型化是有限度的，对芯片尺寸的小型化和/或成本的降低而言成为很大阻碍。

本发明为了解决上述现有技术的问题，其目的在于提供一种能够实现芯片尺寸的小型化的半导体装置。并且本发明为了解决上述现有技术的问题，其目的还在于提供一种能够降低成本的半导体装置。

技术方案