[发明专利]高电压半导体装置

说明书

一种半导体装置(500)包括半导体层(100)，半导体层(100)具有内部部分(110)、横向围绕内部部分(110)的外部部分(130)以及横向围绕内部部分(110)并将内部部分(110)与外部部分(130)隔开的过渡部分(120)。第一电子元件(210)包括形成在内部部分(110)中的第一掺杂区(211)和形成在外部部分(130)中的第二掺杂区(212)。第一电子元件(210)被配置成至少暂时地阻断施加在第一掺杂区(211)与第二掺杂区(212)之间的电压。沟槽隔离结构(400)从半导体层(100)前侧的第一表面(101)延伸到半导体层(100)中，并且分割内部部分(110)、过渡部分(120)和外部部分(130)中的至少一者。

技术领域

本公开内容的示例涉及具有用于内部部分与外部部分之间的径向场分布的过渡部分的高电压半导体装置。具体地，本公开内容涉及在功率电子装置中使用的集成电路。

背景技术

CMOS技术(互补金属氧化物半导体)中的HV(高电压)半导体装置形成或包括以下两方面之间的接口：一方面是输入电压低于5V的标准CMOS装置，另一方面是在高于30V的电压下工作的工业或消费者电路。这样的HV半导体装置的典型应用是机器人、机动车辆和用于MEMS(微机电系统)的驱动器。通常，大多数信号处理是在CMOS部件中在低工作电压下进行的，并且仅输出信号接口和/或输入信号接口在较高的信号电平下工作并且/或者要求较高的电流驱动和吸收能力。这样的HV半导体装置的示例是使得微控制器或数字信号处理器(DSP)能够高效地接通和关断功率半导体开关的栅极驱动器电路。

一直需要以很少的额外工作来进一步改善功率电子装置的装置特性并且/或者在不牺牲性能的情况下减小芯片面积。

发明内容

本公开内容的实施方式涉及一种半导体装置，该半导体装置具有用于内部部分与外部部分之间的径向场分布的过渡部分，并且以使电子元件能够容易地彼此对接并且/或者使电子元件能够容易地与不同电压域对接的方式将电子元件集成在该过渡部分中。可以减小芯片面积，并且可以避免集成的电子元件之间的关键相互作用。

为此，本公开内容的实施方式涉及具有下述半导体层的半导体装置，所述半导体层包括内部部分、横向围绕内部部分的外部部分以及横向围绕内部部分并将内部部分和外部部分隔开的过渡部分。第一电子元件包括形成在内部部分中的第一掺杂区和形成在外部部分中的第二掺杂区。第一电子元件被配置成至少暂时地阻断施加在第一掺杂区与第二掺杂区之间的电压。沟槽隔离结构从第一表面延伸到半导体层中，并且分割内部部分、过渡部分和外部部分中的至少一者。

本领域技术人员在阅读以下具体实施方式并查看附图后将认识到另外的特征和优点。

附图说明

包括附图以提供对实施方式的进一步理解，并且将附图并入本说明书并构成本说明书的一部分。附图示出了半导体装置的实施方式，并与说明书一起用于说明实施方式的原理。在以下详细描述和权利要求中描述了另外的实施方式。各种所示实施方式的特征可以彼此组合。

图1A是根据实施方式的具有将过渡部分划分成区块的沟槽隔离结构的HV半导体装置的示意性平面图。

图1B是根据另一实施方式的具有将内部部分划分成扇区的沟槽隔离结构的HV半导体装置的示意性平面图。

图1C是根据又一实施方式的具有将外部部分划分成区块的沟槽隔离结构的HV半导体装置的示意性平面图。

图2是根据实施方式的具有沟槽隔离结构的半导体装置的一部分的示意性垂直截面图。

图3A至图3C是根据另外的实施方式的沟槽隔离结构的示意性垂直截面图。

图4A是根据实施方式的包括PDSOI(部分耗尽绝缘体上硅)半导体二极管的半导体装置的一部分的示意性垂直截面图。