[发明专利]半导体装置

说明书

本发明提供一种半导体装置，在将输出级元件以及用于检测流过输出级元件的主电流的检测用元件集成到同一半导体芯片的情况下，能够缩小芯片面积。输出级元件和检测用元件具备：沟道形成区，其设置于漂移区的上部；主电极区，其设置于沟道形成区的上部；以及栅极电极，其隔着栅极绝缘膜被填埋到与主电极区、沟道形成区以及漂移区相接的第一沟槽，其中，在平面图案上，多条输出级元件和检测用元件共用的第一沟槽延伸，与第一沟槽正交且相互平行地延伸的多条第二沟槽将检测用元件夹在中间，由此将输出级元件的沟道形成区与检测用元件的沟道形成区分离。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，特别是涉及一种功率半导体集成电路(功率IC)。

背景技术

MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)等功率半导体元件有的具备感测元件，该感测元件用于检测主元件的主电流，该感测元件的结构与主元件大致相同。另外，基于高可靠性化、小型化、低成本化的目的，提出了一种将作为输出级的功率半导体元件的纵向MOS晶体管(下面称为“输出级元件”。)以及用于控制输出级元件的控制电路单片地集成(混载)到同一半导体芯片的功率IC。例如，可列举出被称为智能功率开关(IPS)的车载用的功率IC。

在搭载有输出级元件的功率IC中也还集成有作为感测元件的纵向晶体管(下面称为“检测用元件”。)，该感测元件用于检测流过作为主元件的输出级元件的主电流。通过由控制电路对检测用元件的检测结果进行处理，来实现功率IC的保护、状态检测等各种功能(参照专利文献1及2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5481030号

专利文献2：日本专利第5772842号

发明内容

发明要解决的问题

检测用元件具有与输出级元件同样的构造，但是活性面积(单体面积)不同。向检测用元件流通与流过输出级元件的主电流成正比的电流，根据比例系数(感测比)以及由检测用元件得到的电位或电流等信息来计算流过输出级元件的主电流。通常进行向输出级元件和检测用元件的栅极施加相同电位来使感测比与活性面积比大致等同这样的控制。

一般来说，检测用元件与输出级元件分离地配置。在该情况下，检测用元件的栅极与输出级元件的栅极通过金属布线相连接。然而，为了提高芯片的面积效率，优选配置为将检测用元件填埋到输出级元件的内部，灵活运用检测用元件与输出级元件具有同样的构造这一情况，尽可能地进行部件的共用化。例如，进行检测用元件与输出级元件的栅极的共用化，能够缩小金属布线区。

在这样的将检测用元件填埋到输出级元件的内部的情况下，需要在检测用元件与输出级元件之间形成用于将检测用元件的沟道形成区与输出级元件的沟道形成区分离的构造以及用于确保耐压的末端构造，因此芯片面积的缩小效果小。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种在将输出级元件以及用于检测流过输出级元件的主电流的检测用元件集成到同一半导体芯片的情况下能够缩小芯片面积的半导体装置。

用于解决问题的方案