[发明专利]半导体装置

说明书

本发明提供一种抗噪性高的半导体装置，能够抑制自屏蔽方式的HVIC中作为电平移位器的高耐压MOSFET的寄生双极晶体管动作。该半导体装置具备：第二导电型的阱区，其设置于第一导电型的半导体层的表面层；第二导电型的耐压区，其包围阱区的周围，该耐压区的杂质浓度低于阱区的杂质浓度；第一导电型的基极区，其包围耐压区的周围；电平移位器的第二导电型的载体供给区，其设置于基极区的表面层；以及电平移位器的载体接收区，其设置于阱区或耐压区的表面层，其中，载体接收区由将第一导电型的区与第二导电型的区以彼此相接的方式设置来得到的第一通用接触区构成。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，尤其涉及一种在向脉宽调制(PWM)逆变器、开关电源等中的开关功率器件的栅极传递接通断开的驱动信号等情况下使用的高耐压集成电路装置(HVIC)。

背景技术

作为对构成PWM逆变器等电力逆变换(直流交流变换)用桥电路的上臂的开关功率器件进行驱动的单元，使用利用了高耐压结的元件分离方式的HVIC。HVIC能够实现具备用于在开关功率器件异常时进行检测的过电流检测单元或温度检测单元的高功能化。另外，HVIC未进行利用变压器或光电耦合器等的电位绝缘，因此能够实现电源系统的小型化和低成本化。

将由开关功率器件构成的半桥电路进行组合而构成的电力变换系统除了利用于马达控制用的逆变器以外，还广泛地利用于游乐设备、液晶面板等的电源用途、空调以及照明之类的家电用逆变器等很多领域。这些的马达以及照明等为电感负载(L负载)，因此产生印刷电路板上的布线、到L负载为止的线缆等所引起的寄生电感成分等的影响。

即，在上臂的开关功率器件断开时或在下臂的开关功率器件变为接通的切换时，作为构成HVIC的高边电路部的高电位侧的基准电位的Vs端子的电位、H-VDD端子的电位相对于接地电位(GND电位)向负电位侧变动。该向负电位侧的变动(负浪涌电压)会引起高边电路部的误动作或闩锁，有可能由此致使HVIC损坏。

公开了一种用于防止这样的负浪涌电压致使对半桥结构的功率器件进行驱动的HVIC自身的误动作或损坏的芯片布局结构(参照专利文献1)。专利文献1公开了以下内容：使被配置在高边电路部的外周部的被固定为高边电路部的电源的高电位侧的电位的区的拾取区为通用接触区，由此减少向低边电路部流入的载流子量，防止由低边电路部的逻辑部的误动作或闩锁引起的损坏。另外，专利文献2公开了以下内容：在横式高耐压二极管的阳极和阴极分别设置n⁺/p⁺型的短路区，促进少数载流子的拉取。

另外，近年，从芯片小型化的观点出发，在自隔离型或结隔离型的HVIC中，使用将高耐压结终端区(HVJT)与由高耐压n沟道MOSFET构成的电平移位器一体化的自屏蔽方式成为主流。公开有在包围高边电路部的耐压区内设置有p^-型的开口部的结构(参照专利文献3～5)，目的在于提高电平移位器的漏极与H-VDD电位区的寄生电阻成分，以实现在自屏蔽方式下的稳定的电平移位电路动作。另外，专利文献3的图15所示的不使用p^-开口部而将高耐压n沟道MOSFET与HVJT一体化的结构也属于上述的自屏蔽方式。并且，公开有通过p^-层将电平移位器的周围结隔离来完全消除电平移位器的漏极与H-VDD电位区的寄生电阻成分的分割RESURF技术(参照专利文献6)。专利文献6所公开的结构也属于上述的自屏蔽方式。

另外，专利文献7公开了以下结构：使外周区的至少一部分的低浓度层的厚度相对于元胞区的低浓度层的厚度大，以改善软恢复特性而能够将功率MOSFET内置的二极管用作MOSFET的保护二极管。另外，专利文献8公开了以下结构：在HVIC中，使由与电平移位器的控制电极重叠的部分的基极区的宽度定义的有效沟道宽度比沿着与该有效沟道宽度同一方向测量的漏极区的宽度宽，以改善电平移位器的发热与传递延迟时间的折衷。