对充电对象元件供给充电电流的半导体器件制造技术

本发明专利技术涉及一种对充电对象元件（Ｃ）供给充电电流的半导体器件，该半导体器件包括：第１导电类型的半导体层（１）；第２导电类型的第１半导体区（２），具有与充电对象元件（Ｃ）的第１电极耦合的第１节点（Ｎ１）和与供给电源电压的电源电位节点（ＮＬ１）耦合的第２节点（Ｎ２），并形成在半导体层（１）的主表面上；第１导电类型的第２半导体区（３），具有与电源电位节点（ＮＬ１）耦合的第３节点（Ｎ３），在第１半导体区（２）的表面上与半导体层（１）空出间隔而形成；以及电荷载流子移动限制部，限制电荷载流子从第３节点（Ｎ３）向半导体层（１）移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件，特别是涉及对充电对象元件供给充电电 流的半导体器件。
技术介绍
正在开发驱动IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双 极晶体管)等功率半导体元件的半导体器件。在这样的半导体器件 中，作为用于驱动电位变动大的功率半导体元件的电路，例如采用浮 置电路。而且，作为对该浮置电路供给电压的方式，例如采用自举 (bootstrap)方式(例如，参照特开平 06-188372号公报、特开 2006-005182号公报、特开2004-047937号公报(专利文献1 ~ 3 )和 Proceedings of The 13th International Symposium on Power Semiconductor Devices & ICs, ISPSD，Ol "A Half-Bridge Driver IC with Newly Designed High Voltage Diode" , Kiyoto Watabe等人,JUNE 4-7, 2001 Osaka International Convention Center JAPAN (非专利文献 1 ))。然而，在专利文献1~3所述的构成中，作为从电源到电容器的 充电电流的路径的n型扩散区因耗尽层的扩展而变窄，从而充电电流 减小。另外，在非专利文献1中并未暗示，可防止在构成二极管的p型 扩散区和n型扩散区中，因从p型扩散区注入到n型扩散区的空穴不 是流到电容器而是流到p -型基板所引起的功率损耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种可对充电对象元件有效地供给充电 电流的半导体器件。本专利技术的某一方面的半导体器件是一种对充电对象元件供给充 电电流的半导体器件，包括第l导电类型的半导体层；第2导电类 型的第1半导体区，具有与充电对象元件的第1电极耦合的第1节点以及与供给电源电压的电源电位节点耦合的第2节点，并形成在半导 体层的主表面上；第1导电类型的第2半导体区，具有与电源电位节 点耦合的第3节点，在第1半导体区的表面上与半导体层空出间隔而 形成；以及电荷载流子移动限制部，限制电荷栽流子从第3节点向半 导体层移动。另外，本专利技术的另一方面的半导体器件是一种对充电对象元件供 给充电电流的半导体器件，包括第l导电类型的半导体层；第2导 电类型的第1半导体区，具有与充电对象元件的第1电极耦合的第1 节点，并形成在半导体层的主表面上；第1导电类型的第2半导体区， 具有与供给电源电压的电源电位节点耦合的第3节点和第4节点，在第1半导体区的表面上与半导体层空出间隔而形成；以及电荷载流子 移动限制部，限制电荷栽流子从第3节点和第4节点向半导体层移动。另外，本专利技术的又一方面的半导体器件是一种对充电对象元件供 给充电电流的半导体器件，包括电阻器，其第l端与供给电源电压 的电源电位节点耦合；第1晶体管，其第1导通电极与电阻器的第2 端耦合，第2导通电极与供给接地电压的接地电位节点耦合，控制电 极与充电对象元件的第1电极耦合；以及第2晶体管，其第1导通电 极与电源电位节点耦合，第2导通电极与充电对象元件的第1电极耦 合，控制电极与电阻器的第2端耦合。按照本专利技术，可对充电对象元件有效地供给充电电流。 本专利技术的上述和其它的目的、特征、方面和优点可从结合附图得 到理解的涉及本专利技术的下述详细的说明而变得明白。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式的半导体器件的结构的电路图。图2是表示本专利技术的第1实施方式的半导体器件的结构的剖面图。图3是表示本专利技术的第2实施方式的半导体器件的结构的电路图。图4是表示本专利技术的第3实施方式的半导体器件的结构的电路图。图5是表示本专利技术的第3实施方式的半导体器件的结构的剖面图。图6是表示本专利技术的第4实施方式的半导体器件的结构的电路图。图7是表示本专利技术的第5实施方式的半导体器件的结构的电路图。图8是表示本专利技术的第5实施方式的半导体器件的结构的剖面图。图9是表示本专利技术的第6实施方式的半导体器件的结构的电路图。图IO是表示本专利技术的第7实施方式的半导体器件的结构的电路图。图11是表示本专利技术的第8实施方式的半导体器件的结构的电路图。图12是表示本专利技术的第8实施方式的半导体器件的结构的剖面图。图13是表示本专利技术的第9实施方式的半导体器件的结构的电路图。图14是表示本专利技术的第10实施方式的半导体器件的结构的电路图。图15是表示本专利技术的第10实施方式的半导体器件的结构的剖面图。图16是表示本专利技术的第11实施方式的半导体器件的结构的电路图。图17是表示本专利技术的第12实施方式的半导体器件的结构的电路图。图18是表示本专利技术的第13实施方式的半导体器件的结构的电路图。图19是表示本专利技术的第14实施方式的半导体器件的结构的电路图。图20是表示本专利技术的第14实施方式的半导体器件的结构的剖面图。图21是表示本专利技术的第15实施方式的半导体器件的结构的电路图。图22是表示本专利技术的第15实施方式的半导体器件的结构的剖面图。图23是表示本专利技术的第16实施方式的半导体器件的结构的电路图。图24是表示本专利技术的第17实施方式的半导体器件的结构的电路图。图25是表示本专利技术的第18实施方式的半导体器件的结构的剖面图。图26是表示本专利技术的第19实施方式的半导体器件的结构的剖面图。图27是表示本专利技术的第20实施方式的半导体器件的结构的剖面图。具体实施方式以下，用附图说明本专利技术的实施方式。再有，对图中相同或相当 的部分标以同一符号而不再重复其说明。 <第1实施方式> 图1是表示本专利技术的第1实施方式的半导体器件的结构的电路图。参照图i,半导体器件ioi包括PNP晶体管TR1;结型场效应 晶体管(JFET: Junction Field-Effect Transistor) TR2; 二极管Dl;以及电阻器(电荷载流子移动限制部)R。驱动装置201包括高压侧驱动电路51和低压侧驱动电路52。高 压側驱动电路51包含P沟道MOS晶体管TR51; N沟道MOS晶体 管TR52;电容器(充电对象元件)C;电源电压端子Tl;以及基准 电压端子T2。低压侧驱动电路52包含P沟道MOS晶体管TR53和N 沟道MOS晶体管TR54。功率变换装置202包含高压侧功率半导体元件TR101和低压側功率半导体元件TR102。再有，驱动装置201也可以是包含双极晶体管以代替MOS晶体 管的结构。另外，半导体器件101既可以是还包括电容器C的结构， 又可以是还包括高压側驱动电路51的结构，又可以是还包括驱动装 置201的结构，此外，又可以是还包括驱动装置201和功率变换装置 202的结构。对电源电位节点NL1和NL2供给电源电压Vcc。对高电压节点 HV例如供给数百伏的高电压HV。对接地电位节点NG1 ~NG3供给 接地电压Vsub。电阻器R的第1端与电源电位节点NL1连接。二极管Dl的阳极 与电源电位节点NL1连接。PNP晶体管TR1的发射极(导通电极) 与电阻器R的第2端连接，集电极(导通电极)与接地电位节点NG1 连接，基极(控制电极)与电容器C的第1电极连接。结型场效应晶 体管TR2的漏(导通电极)极与二极管D1的阴极连接，源(导通电 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对充电对象元件供给充电电流的半导体器件，其特征在于，包括：第１导电类型的半导体层；第２导电类型的第１半导体区，具有与上述充电对象元件的第１电极耦合的第１节点以及与供给电源电压的电源电位节点耦合的第２节点，并形成在上述半导体层的主表面上；第１导电类型的第２半导体区，具有与上述电源电位节点耦合的第３节点，在上述第１半导体区的表面上与上述半导体层空出间隔而形成；以及电荷载流子移动限制部，限制电荷载流子从上述第３节点向上述半导体层移动。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺岛知秀，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]