半導體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導體裝置。具體來說，涉及一種設(shè)置有啟動元件的半導體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)公開了一種控制單獨的高耐壓開關(guān)晶體管的開關(guān)電源控制IC作為半導體裝置，例如JP-A-2008-153636。當IC正在運行時，IC操控高耐壓開關(guān)晶體管從而形成其自身的電源。然而，當IC啟動時，必須從啟動電路將啟動電流提供到1C。啟動電路通常被集成在與開關(guān)電源IC同一半導體基板中。利用這種結(jié)構(gòu)，能夠減少組件的數(shù)量并簡化電源系統(tǒng)。
[0003]啟動電流是通過對AC 100V至240V的輸入AC信號進行整流所形成的電流。為了向啟動電路提供啟動電流，要求啟動電路的上游常開型(normally-on type)啟動元件的耐壓不低于450V。常導通型啟動元件與開關(guān)電源控制IC設(shè)置為單塊電路，以被實施為橫向型高耐壓結(jié)型場效應晶體管(JFET)。根據(jù)JFET的電流驅(qū)動能力來確定開關(guān)電源設(shè)備的設(shè)計規(guī)格。
[0004]在開關(guān)電源控制IC中還要求進一步提高可靠性。對提高開關(guān)電源控制IC的可靠性來說，重要的是提高對JFET的靜電放電(ESD)的擊穿電阻(breakdown resistance)。然而，在這種開關(guān)電源控制IC中，電連接到JFET的漏區(qū)的在外部輸入端子(鍵合襯墊)設(shè)置在JFET上。因此，難以形成與JFET并聯(lián)的ESD保護元件。因為該原因，JFET自身不得不確保對ESD的擊穿電阻。到目前為止，已使用這樣的方法，在該方法中，增加JFET的平面尺寸并延長在平面圖案的外部輸入端子與FFET的源區(qū)之間的距離(即漏區(qū)的長度)，以提高對ESD的擊穿電阻。然而，該方法使得芯片尺寸增大。因此，能夠從一片半導體晶片得到的芯片的獲得率下降從而導致成本上升。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種具有高可靠性的同時能夠抑制芯片尺寸增大的新型半導體裝置。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種具備以下結(jié)構(gòu)的半導體裝置，即包括:第一導電型第一主電極區(qū)；第一導電型漂移區(qū)，與第一主電極區(qū)接觸；第一導電型第二主電極區(qū)，與漂移區(qū)的外周部接觸；第二導電型阱區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的表層部的一部分，并且基準電位施加到該第二導電型阱區(qū)；和第一導電型電位提取區(qū)，設(shè)置在阱區(qū)的表層部，并且基準電位施加到該第一導電型電位提取區(qū)，其中，阱區(qū)用作對在電位提取區(qū)與漂移區(qū)之間流動的電流進行控制的基極區(qū)。
[0007]另外，本發(fā)明的另一個結(jié)構(gòu)為，提供一種半導體裝置，包括:第一導電型第一主電極區(qū)；第一導電型漂移區(qū)，與第一主電極區(qū)接觸；第一導電型第二主電極區(qū)，與漂移區(qū)接觸；第二導電型阱區(qū)，設(shè)置在第二主電極區(qū)的表層部的一部分，并且基準電位施加到所述第二導電型阱區(qū)；和第一導電型電位提取區(qū)，設(shè)置在阱區(qū)的表層部，并且基準電位施加到所述第一導電型電位提取去，其中，阱區(qū)用作對在電位提取區(qū)與第二主電極區(qū)之間流動的電流進行控制的基極區(qū)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種具有高可靠性的同時能夠抑制芯片尺寸增大的新型半導體裝置。
【附圖說明】
[0009]圖1為示意性地示出本發(fā)明第一實施例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的的主要部分的俯視圖；
[0010]圖2為示出沿圖1中的IIa-1Ia線所截取的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0011]圖3為示出沿圖1中的IIb-1Ib線所截取的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0012]圖4為示出圖2中的放大部分的主要部分放大剖面圖；
[0013]圖5為用于說明在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體裝置中的寄生npn雙極晶體管的運行的ι-v特性圖；
[0014]圖6為示意性地示出設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體裝置的開關(guān)電源設(shè)備的結(jié)構(gòu)的電路圖；
[0015]圖7為示意性地示出圖4中示出的半導體裝置中的啟動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖；
[0016]圖8為示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的主要部分俯視圖；
[0017]圖9為示出形成了在圖8中示出第一 JFET的區(qū)域的放大部分的主要部分放大俯視圖；
[0018]圖10為示出沿圖9中的IIIa-1IIa線所截取的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0019]圖11為示出沿圖9中的IIIb-1IIb線所截取的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0020]圖12為示出形成了在圖8中示出第二 JFET的區(qū)域的放大部分的主要部分放大俯視圖；
[0021]圖13為示出沿圖12中的IVa-1Va線所截取的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0022]圖14為示出圖11中的放大部分的主要部分放大剖面圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將參照附圖，對根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導體裝置進行描述。
[0024]在描述中，“主電極區(qū)”是指一種低比電阻半導體區(qū)，其用作場效應晶體管(FET)中的源區(qū)和漏區(qū)中的一個。更具體地說，當“用作其中一個的半導體區(qū)”被限定為“第一主電極區(qū)”時，“用作另一個的半導體區(qū)”被限定為“第二主電極區(qū)”。即，“第二主電極區(qū)”是指在FET或靜電感應晶體管(SIT)中除第一主電極區(qū)之外用作源區(qū)和漏區(qū)中的另一個區(qū)。在以下的第一實施例和第二實施例中，將每個JFET描述為高耐壓有源元件。
[0025]雖然在以下第一實施例和第二實施例的說明中將會說明性地描述第一導電型為P型并且第二導電型為η型的情況，但可以選擇這些導電型為相反關(guān)系，其中，第一導電性為η型并且第二導電性為P型。
[0026]另外，在說明書和附圖中，前綴有η或P的層或區(qū)表示電子或空穴在該層或區(qū)中為多數(shù)載流子。另外，加有+或-的前綴η或P的半導體區(qū)表示雜質(zhì)濃度比未加有+或-的前綴η或p的半導體區(qū)的雜質(zhì)濃度高或低的半導體區(qū)。
[0027]此外，在以下的第一實施例和第二實施例的說明和附圖中，彼此類似的構(gòu)成通過相同的符號來指代并將省略其重復說明。另外，為了使其便于觀察或理解，將要在第一實施例和第二實施例中說明的附圖不是以精確的比例或尺寸制作的。應當注意的是，本發(fā)明不限于以下第一實施例和第二實施例的說明，而只要不背離本發(fā)明的主旨和范圍，就可以做出任何更改。
[0028]第一實施例
[0029](開關(guān)電源設(shè)備)
[0030]在將要描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的半導體裝置31Α之前，將對使用半導體裝置3IA的開關(guān)電源設(shè)備進行描述。
[0031]圖6中所示的開關(guān)電源設(shè)備600Α具備根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的半導體裝置(控制IC) 31Α。根據(jù)第一實施例的半導體裝置31Α具有被施加有例如從大約幾十V至大約500V電壓的VH端子(高耐壓輸入端子)32、反饋輸入端子(以下稱為FB端子)33、電流感測輸入端子(以下稱為IS端子)34、用于控制IC 31Α的電源電壓端子(以下稱為VCC端子)35、用于M0SFET19的柵極驅(qū)動端子(以下稱為OUT端子)36以及接地端子(以下稱為GND端子)37。VH端子32是在電源啟動時向VCC端子35提供電流的端子。在第一實施例中，其中AC輸入電壓已經(jīng)被整流且平滑的電壓被施加至VH端子32。GND端子37接地。
[0032]AC輸入通過AC輸入端子對(端口)I被提供至整流器2。整流器2連接至AC輸入端子對I以對AC輸入的全波進行整流。電源電容器3與整流器2的輸出端子并聯(lián)連接，從而被充有從整流器2輸出的DC電壓。充電的電源電容器3用作向變壓器5的初級線圈6提供DC電壓的DC電源。另外，控制IC31A的VH端子32與電源電容器3連接。
[0033]初級線圈6連接在電源電容器3與作為開關(guān)元件的MOSFET 19的漏極端子之間。MOSFET 19的源極端子與半導體裝置31Α的IS端子34和電阻20的一端連接。電阻20的另一端接地。流到MOSFET 19中的電流被電阻20轉(zhuǎn)換為電壓。轉(zhuǎn)換的電壓施加于IS端子34。MOSFET 19的柵極端子連接至控制IC 3IA的OUT端子36。
[0034]變壓器5的輔助線圈7的一端與整流二極管17的陽極端子并聯(lián)連接。輔助線圈7的另一端接地。由MOSFET 19的開關(guān)動作感應的電流流到輔助線圈7。整流二極管17對流到輔助線圈7中的電流進行整流，并對與整流二極管17的陰極端子連接的平流電容器18進行充電。平流電容器18與控制IC31A的VCC端子35連接，并用作用于使MOSFET 19的開關(guān)動作持續(xù)的DC電源。
[0035]通過MOSFET 19的開關(guān)動作，在變壓器5的次級線圈8感應基于電源電容器3的電壓的電壓。次級線圈8的一端與整流二極管9的陽極端子連接。整流二極管9的陰極端子和次級線圈8的另一端子與DC輸出端子對(端口)12連接。另外，平流電容器10連接在整流二極管9的陰極端子與次級線圈8的另一端子之間。整流二極管9對流到次級線圈8中的電流進行整流以對平流電容器10進行充電。充電的平流電容器10向連接到DC輸出端子對12的未圖示的負載提供被控制為期望的DC電壓值的直流輸出(DC輸出)。
[0036]另外，包括兩個電阻15和16的串聯(lián)電阻電路和電阻11的一端與整流