[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及高耐压集成电路装置即高耐压IC等半导体装置。

背景技术

一直以来，在产业用逆变器等电力转换装置中，在驱动构成电力转换用桥式电路的IGBT等半导体功率开关元件的栅极的情况下，为了在控制装置和栅极驱动电路之间进行电绝缘而使用绝缘变压器、光电耦合器。但是，近年来主要在低电容的用途中，为了实现低成本而使用未进行电绝缘的高耐压集成电路装置(以下称为HVIC)。

现有的HVIC例如记载于非专利文献1、专利文献1中。非专利文献1中记载了基于使用块状基板的自分离型工艺的HVIC。图26、27、28中示出了使用自分离型工艺的现有的HVIC200的例子。

图26是现有的HVIC200的主要部分俯视图。该HVIC200一般包括高侧栅极驱动电路1137、具备Nch电平移位器1132的电平上拉电路1140、输入·控制电路1136、以及高耐压结终端结构1130。Nch电平移位器1132是与高耐压结终端结构1130一体形成的Nch场效应晶体管，具有置位信号用和复位信号用这两个。图中的标号HI表示高电平、LO表示低电平、IN表示输入、OUT表示输出，IN侧的信号是以GND电位为基准的信号，OUT侧的信号是以VS电位为基准的信号。

图27是以图26的XXVII-XXVII线进行切断而得到的主要部分剖视图。现有的HVIC200的剖面结构中，p型块状基板1101(Psub)的前表面上形成有较深的n型扩散区域即n扩散区域1102和n扩散区域1103。此外，在n扩散区域1102的前表面上形成有输入·控制电路1136，在n扩散区域1103的前表面上形成有高侧栅极驱动电路1137。块状基板是指形成扩散区域之前的最初的基板。N扩散区域1102及n扩散区域1103的前表面上单独且部分地形成有用于形成Nch场效应晶体管等的相对较浅的p型扩散区域即p扩散区域1111及p扩散区域1112。p扩散区域1111通过p⁺扩散区域1109与输入·控制电路1136的基准电位即接地(GND)端子相连接。p扩散区域1112通过p⁺扩散区域1110与高侧栅极驱动电路1137的基准电位即VS端子相连接。另外，n扩散区域1102通过n⁺扩散区域1107与输入·控制电路1136的电源端子即VCC端子相连接。n扩散区域1103通过n⁺扩散区域1108与高侧栅极驱动电路1137的电源端子即VB端子相连接。VB端子和VS端子间施加有高侧栅极驱动电路1137的电源电压即9V～24V。

n扩散区域1102和p型块状基板1101的接合部1102a、及n扩散区域1103和p型块状基板1101的接合部1103a上单独形成有第1寄生二极管1141及第2寄生二极管1142。

下文中将形成有高侧栅极驱动电路1137的n扩散区域1103的区域设为高侧电路区域1135，将形成有输入·控制电路1136的n扩散区域1102的区域设为低侧电路区域1133。即，标号1103和1135表示相同区域，标号1102和1133表示相同区域。

在高侧电路区域1135的周围形成有高耐压结终端结构1130，构成为在高侧电路区域1135可施加有比低侧电路区域1133的电位要高600V左右的高电压的结构。高耐压结终端结构1130采用由较薄的n型扩散区域即n^-扩散区域1105、较浅的p型扩散区域即p^-扩散区域1120、及p型块状基板1101构成的双RESURF(double-RESURF)结构。

Nch电平移位器1132是与高耐压结终端结构1130一体形成的Nch场效应晶体管。其构成要素是：构成耐压结构和漏极漂移区域的较深且薄的n型扩散区域即n^-扩散区域1106、构成高耐压结终端结构1130的较浅的p型扩散区域的p^-扩散区域1119、构成漏极的较浅且浓的n型扩散区域的n⁺扩散区域1116、构成源极的较浅且浓的n型扩散区域的n⁺扩散区域1115、构成沟道的相对较浅且浓的p型扩散区域的p扩散区域1122、构成背栅的拾取区域的较浅且浓的p型扩散区域的p⁺扩散区域1114、栅极氧化膜1125、及栅极电极1124。

为了在VB端子和Nch电平移位器1132的漏极端子之间形成电平上拉电阻1127，与VB端子相连接的n扩散区域1103、和与漏极端子相连接的n^-扩散区域1106通过p^-扩散区域1147而彼此电分离。