[发明专利]功率半导体装置

说明书

本发明涉及一种功率半导体装置。根据本发明的实施方式的功率半导体装置，包括：半导体层，其包括主单元区域、传感器区域以及在主单元区域和传感器区域之间的绝缘区域；设置在主单元区域上的多个功率半导体晶体管；设置在传感器区域上的多个电流传感器晶体管；以及保护电阻层，跨绝缘区域设置在半导体层上，从而多个功率半导体晶体管的至少一部分和多个电流传感器晶体管的至少一部分在异常操作条件下彼此连接。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年5月8日提交的韩国专利申请No.10-2019-0053685的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明在此涉及一种半导体设备，并且更具体地，涉及一种用于切换功率传输的功率半导体装置。

背景技术

功率半导体装置是在高电压和高电流条件下操作的半导体装置。功率半导体装置已经被用于需要高功率切换的领域，例如逆变器装置。例如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和功率MOSFET可作为功率半导体装置的代表性实例。功率半导体装置基本上需要相对于高电压的耐压特性，并且近年来还需要高速切换操作。但是，尽管对于高速操作必须降低导通电阻，但是在这种情况下可能会降低耐压特性。

功率半导体装置通过与主操作单元相比以预定的镜像比在传感器区域中形成电流传感器单元来监视主操作单元的电流，以便监视操作电流。但是，由于电流传感器单元的面积远小于主操作单元的面积，因此可能难以在传感器区域中确保适当的ESD电容。

[相关技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利申请公开第20140057630号(公开日期：2014年5月13日)

发明内容

本发明提供了一种能够改善传感器区域的电容特性的功率半导体装置。然而，这仅是说明性的，因此本发明的实施方式不限于此。

本发明的实施方式提供了一种功率半导体装置，包括：半导体层，其包括主单元区域、传感器区域以及在所述主单元区域与所述传感器区域之间的绝缘区域；设置在所述主单元区域上的多个功率半导体晶体管；设置在所述传感器区域上的多个电流传感器晶体管；和保护电阻层，跨所述绝缘区域设置在所述半导体层上，使得所述多个功率半导体晶体管的至少一部分与所述多个电流传感器晶体管的至少一部分在异常操作条件下彼此连接。

在功率半导体装置中，所述保护电阻层可连接至所述多个功率半导体晶体管的至少一部分的阱区域和所述多个电流传感器晶体管的至少一部分的阱区域中的每一个。此外，所述保护电阻层可包括具有调节的掺杂浓度的多晶硅层。

在功率半导体装置中，所述多个功率半导体晶体管的至少一部分和所述多个电流传感器晶体管的至少一部分可共享栅电容。

在功率半导体装置中，所述多个功率半导体晶体管的至少一部分和所述多个电流传感器晶体管的至少一部分可共享栅电极。

在功率半导体装置中，所述多个功率半导体晶体管的栅电极和所述多个电流传感器晶体管的栅电极可以条纹型的方式布置，并且设置在同一条线上的多个功率半导体晶体管的栅电极和多个电流传感器晶体管的栅电极可跨所述绝缘区域上彼此连接。

在功率半导体装置中，在所述主单元区域和所述传感器区域的所述半导体层中可分别设置有阱区域和源极区域，并且所述阱区域和源极区域可不设置在所述绝缘区域的半导体层中，并且漂移区域可在所述绝缘区域的半导体层中延伸。

在功率半导体装置中，被配置为用作所述多个电流传感器晶体管的输出端的电流传感器端子可设置在所述主单元区域和所述传感器区域之外的所述半导体层上。