半导体装置以及制造方法制造方法及图纸

本申请实施例提供一种半导体装置和半导体装置的制造方法，该半导体装置包括第一控制电路和第一驱动电路，第一控制电路包括第一控制元件

【技术实现步骤摘要】
半导体装置以及制造方法


[0001]本申请涉及半导体领域
。

技术介绍

[0002]在驱动功率芯片时，一般使用桥接电路进行驱动，充电侧的驱动电路一般使用
p
沟道金属氧化物半导体场效应晶体管
(Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor
，
MOSFET
，简称“MOS
管”)。
[0003]但是，由于
p
沟道
MOS
管
(
简称“PMOS
管”)
存在阻抗变高的倾向，导致无法加快开关速度，存在开关损耗变大的倾向的问题
。
为了解决该问题，在充电侧的驱动电路采用
n
沟道
MOS
管
(
简称“NMOS
管”)
与
PMOS
管并联连接，将
NMOS
管的背栅与源极连接，从而在充电初期驱动
NMOS
管，由此缩短开关时间，降低开关损耗
。
此外，当栅极电压上升时，
NMOS
管以降低本身的栅
‑
源电压
Vgs
且阻抗变高的方式进行动作，但
PMOS
管能够以恒定的阻抗保持持续导通状态，因此，在被驱动的功率芯片的栅极中能够保持足够的电压
。
[0004]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚
、
完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的
。
不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知
。

技术实现思路

[0005]专利技术人发现，由于功率芯片的栅极电位到达导通电位为止的速度由
PMOS
管和
NMOS
管的导通电阻值决定，因此，在功率芯片进行导通动作时，会产生较大的开关噪声
。
[0006]为了解决上述问题中的至少一个或其他类似的问题，本申请实施例提供一种半导体装置以及半导体装置的制造方法
。
[0007]根据本申请实施例的第一方面，提供一种半导体装置，其包括第一控制电路和第一驱动电路，其中，所述第一控制电路包括第一控制元件
、
第二控制元件以及至少一个第三控制元件，所述第一控制元件的控制极与所述第二控制元件的控制极通过反相器连接，所述第一控制元件的输出极
、
所述第二控制元件的输出极以及所述至少一个第三控制元件的输出极连接至所述第一驱动电路的控制极，所述至少一个第三控制元件的输出极连接至所述第一控制元件的输出极，所述至少一个第三控制元件的输入极连接至所述第一驱动电路的输出端，所述第一控制元件的背部电极与所述第一驱动电路的输出端连接
。
[0008]在至少一个实施例中，所述第一控制元件的背部电极与所述第一驱动电路的输出端通过第一电阻连接
。
[0009]在至少一个实施例中，所述第一电阻的阻值范围为
10k
Ω
至
30k
Ω
。
[0010]在至少一个实施例中，所述第一控制元件是
n
沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第二控制元件是
p
沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第三控制元件是
n
沟道金属氧化物半导体场效应晶体管
。
[0011]在至少一个实施例中，所述半导体装置还包括第二驱动电路，所述第二驱动电路
的输出端与所述第一驱动电路的输出端连接
。
[0012]在至少一个实施例中，所述半导体装置还包括第二控制电路，所述第二控制电路包括第四控制元件
、
第五控制元件以及至少一个第六控制元件，所述第四控制元件的控制极与所述第五控制元件的控制极通过反相器连接，所述第四控制元件的输出极
、
所述第五控制元件的输出极以及所述至少一个第六控制元件的输出极连接至所述第二驱动电路的控制极，所述至少一个第六控制元件的输出极连接至所述第四控制元件的输出极，所述至少一个第六控制元件的输入极连接至所述第二驱动电路的输入端，所述第四控制元件的背部电极与所述第二驱动电路的输入端连接
。
[0013]在至少一个实施例中，所述第四控制元件的背部电极与所述第二驱动电路的输入端通过第二电阻连接
。
[0014]在至少一个实施例中，所述第二电阻的阻值范围为
10k
Ω
至
30k
Ω
。
[0015]在至少一个实施例中，所述第四控制元件是
n
沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第五控制元件是
p
沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第六控制元件是
n
沟道金属氧化物半导体场效应晶体管
。
[0016]根据本申请实施例的第二方面，提供一种半导体装置的制造方法，所述制造方法包括在半导体基板上形成第一控制电路和第一驱动电路，其中，在形成所述第一控制电路的步骤中，形成第一控制元件
、
第二控制元件以及至少一个第三控制元件，其中，所述第一控制元件的控制极与所述第二控制元件的控制极通过反相器连接，所述第一控制元件的输出极
、
所述第二控制元件的输出极以及所述至少一个第三控制元件的输出极连接至所述第一驱动电路的控制极，所述至少一个第三控制元件的输出极连接至所述第一控制元件的输出极，所述至少一个第三控制元件的输入极连接至所述第一驱动电路的输出端，所述第一控制元件的背部电极与所述第一驱动电路的输出端连接
。
[0017]本申请实施例的有益效果之一在于：通过将第一控制元件的背部电极与第一驱动电路的输出端连接，能够在控制电路的输入和驱动电路的输出之间形成负反馈机制，从而在降低控制电路的开关损耗的同时，抑制驱动电路产生较大的开关噪声
。
[0018]参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式
。
应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制
。
在所附权利要求的条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变
、
修改和等同
。
[0019]针对一种实施方式描述和
/
或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征
。
[0020]应该强调，术语“包括
/
包含”在本文使用时指特征
、
整件
、
步骤或组件的存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种半导体装置，其包括第一控制电路和第一驱动电路，其特征在于，所述第一控制电路包括第一控制元件
、
第二控制元件以及至少一个第三控制元件，所述第一控制元件的控制极与所述第二控制元件的控制极通过反相器连接，所述第一控制元件的输出极
、
所述第二控制元件的输出极以及所述至少一个第三控制元件的输出极连接至所述第一驱动电路的控制极，所述至少一个第三控制元件的输出极连接至所述第一控制元件的输出极，所述至少一个第三控制元件的输入极连接至所述第一驱动电路的输出端，所述第一控制元件的背部电极与所述第一驱动电路的输出端连接
。2.
根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一控制元件的背部电极与所述第一驱动电路的输出端通过第一电阻连接
。3.
根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述第一电阻的阻值范围为
10k
Ω
至
30k
Ω
。4.
根据权利要求1至3中任意一项所述的半导体装置，其中，所述第一控制元件是
n
沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第二控制元件是
p
沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第三控制元件是
n
沟道金属氧化物半导体场效应晶体管
。5.
如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述半导体装置还包括第二驱动电路，所述第二驱动电路的输出端与所述第一驱动电路的输出端连接
。6.
如权利要求5所述的半导体装置，其中，所述半导体装置还包括第二控制电路，所述第二控制电路包括第四控制元件
、
第五控制元件以及至少一个第六控制元件，所述第四控制元件的控制极与所述第五控制元件的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上隆，政所隆大，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：