半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种能够稳定地动作、具有简便的制造工艺以及能够以低成本形成的单芯片点火器。本发明专利技术提供一种半导体装置，具备：功率半导体元件，连接于高电位侧的第一端子和低电位侧的第二端子之间，根据栅极电位而被控制为导通或关断；开关元件，连接于输入用于控制功率半导体元件的控制信号的控制端子和功率半导体元件的栅极之间，根据栅极电位而被控制为导通或关断；导通电位供给部，连接于第一端子和开关元件的栅极之间，向开关元件的栅极提供导通电位；以及关断电位供给部，连接于基准电位和开关元件的栅极之间，根据满足了预定的中断条件的情况，而将开关元件的栅极电位设为关断电位。

Semiconductor device

The present invention relates to a single chip igniter that can be operated stably, has a simple manufacturing process, and can be formed at low cost. The invention provides a semiconductor device, includes: a power semiconductor element between second terminals connected to the high potential side of the first terminal and a low potential side, and according to the gate potential is controlled to be turned on or off; switching element connected to the input for the gate control signal to control the power semiconductor element and control terminal a power semiconductor element, and according to the grid potential is controlled to be turned on or off; the conduction potential supply portion between the gate terminal and connected to the first switching element, providing potential conduction to the gate switching element; and turn off potential supply unit connected to the reference potential between the gate and the switching element. According to meet the predetermined interrupt condition, the switch gate potential element set to turn off potential.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及一种半导体装置。
技术介绍
以往，作为用于内燃机的点火等的半导体装置，已知有处理大电力的功率半导体装置。已知驱动这样的功率半导体装置的电路具备对该功率半导体装置的加热等的异常状态进行检测，并以不对内燃机产生影响的方式进行保护的电路。(例如，参考专利文献1至3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-45514号公报专利文献2：日本特开2006-37822号公报专利文献3：日本特开2012-36848号公报
技术实现思路
技术问题然而，在形成这样的单芯片点火器的情况下，在半导体基板上形成有n沟道型的MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：场效应晶体管)和p沟道MOSFET的不同种类的晶体管元件，制造工艺复杂，而且成本较高。因此，期望一种仅由n沟道型的MOSFET构成，能够可靠地动作，且能够以低成本、由简便的制造工艺形成的单芯片点火器。技术方案本专利技术的第一形态提供一种半导体装置，具备：功率半导体元件，连接于高电位侧的第一端子和低电位侧的第二端子之间，根据栅极电位而被控制为导通或关断；开关元件，连接于输入用于控制功率半导体元件的控制信号的控制端子和功率半导体元件的栅极之间，根据栅极电位而被控制为导通或关断；导通电位供给部，连接于第一端子和开关元件的栅极之间，向开关元件的栅极提供导通电位；以及关断电位供给部，连接于基准电位和开关元件的栅极之间，根据满足了预定的中断条件的情况，而将开关元件的栅极电位设为关断电位。本专利技术的第二形态提供一种半导体装置，具备：功率半导体元件，连接于高电位侧的第一端子和低电位侧的第二端子之间，根据栅极电位而被控制为导通或关断；中断条件检测部，对是否满足了预定的中断条件进行检测；锁存部，对检测到中断条件的状态(信息)进行锁存；以及中断部，用于根据锁存部将检测到中断条件的状态(信息)进行了锁存的情况，而将功率半导体元件的栅极电位设为关断电位，其中，锁存部从第一端子接收电源供给，保持进行了锁存的值。应予说明，上述
技术实现思路
没有列举本专利技术的所有必要特征。另外，这些特征组的子组合也是本专利技术的一部分。附图说明图1示出本实施方式的点火装置1000的构成例。图2示出本实施方式的点火装置2000的构成例。图3示出本实施方式的点火装置3000的构成例。图4示出本实施方式的中断信号源130的构成例。图5示出本实施方式的复位部410的各部分的动作波形的一个例子。图6示出本实施方式的半导体装置300的各部分的动作波形的第一例。图7示出具备本实施方式的半导体装置300的第一变形例的点火装置3000的构成例。图8示出具备本实施方式的半导体装置300的第二变形例的点火装置3000的构成例。图9示出具备本实施方式的半导体装置300的第三变形例的点火装置3000的构成例。图10示出具备本实施方式的半导体装置300的第四变形例的点火装置3000的构成例。图11示出本实施方式的半导体装置300的各部分的动作波形的第二例子。图12示出具备本实施方式的半导体装置300的第五变形例的点火装置3000的构成例。图13示出本实施方式的第五变形例的半导体装置300的各部分的动作波形的例子。图14示出形成有本实施方式的半导体装置300的基板的一部分的构成例。符号说明10：控制信号产生部、20：火花塞、30：点火线圈、32：初级线圈、34：次级线圈、40：电源、100：半导体装置、102：控制端子、104：第一端子、106：第二端子、110：功率半导体元件、112：栅极端子、114：发射极端子、116：集电极端子、120：开关元件、123：源电极、124：漏电极、130：中断信号源、140：放电电路、200：半导体装置、210：开关元件、220：电阻、230：电位切换部、240：整流元件、300：半导体装置、310：开关元件、320：导通电位供给部、322：整流元件、324：电阻、326：电容器、328：电阻、330：整流元件、340：关断电位供给部、410：复位部、411：电阻、412：电阻、413：反相器、414：反相器、415：电阻、416：电容器、417：反相器、420：中断条件检测部、422：计时电路、424：温度检测电路、440：锁存部、442：第一NOR电路、444：第二NOR电路、446：第三NOR电路、448：第四NOR电路、510：开关元件、520：开关元件、530：整流元件、550：恒定电流电路、610：第一整流元件、620：第二整流元件、700：基板、710：p+层区、720：n层区、722：第一阱区、724：第二阱区、726：第三阱区、727：第四阱区、728：第五阱区、730：第一绝缘膜、740：第二绝缘膜、750：半导体膜、760：栅电极、762：栅绝缘膜、770：第三绝缘膜、780：发射电极、784：电极部、1000：点火装置、2000：点火装置、3000：点火装置具体实施方式以下通过专利技术的实施方式对本专利技术进行说明，但以下的实施方式并不限定权利要求所涉及的专利技术。另外，在实施方式中说明的特征组合的全部未必是专利技术的技术方案所必须的。图1示出本实施方式的点火装置1000的构成例。点火装置1000对用于汽车等的内燃机等的火花塞进行点火。在本实施方式，对点火装置1000装配于汽车的发动机的例子进行说明。点火装置1000具备控制信号产生部10、火花塞20、点火线圈30、电源40和半导体装置100。控制信号产生部10产生对半导体装置100的导通和关断的切换进行控制的开关控制信号。控制信号产生部10例如为装配有点火装置1000的汽车的发动机控制单元(EngineControlUnit，ECU)的一部分或全部。控制信号产生部10向半导体装置100提供产生的开关控制信号。通过控制信号产生部10向半导体装置100提供开关控制信号，从而点火装置1000开始进行火花塞20的点火动作。火花塞20通过放电产生电火花。火花塞20例如通过10kV以上程度的施加电压而放电。作为一例，火花塞20设置于内燃机，在该情况下，对燃烧室的混合气体等燃烧气体进行点火。火花塞20例如设置于从气缸的外部贯通至气缸内部的燃烧室的贯通孔，以封装该贯通孔的方式被固定。在该情况下，火花塞20的一端露出于燃烧室内，另一端从气缸外部接收电信号。点火线圈30向火花塞提供电信号。点火线圈30提供使火花塞20放电的高电压作为电信号。点火线圈30可以作为变压器起作用，例如，为具有初级线圈32和次级线圈34的点火线圈。初级线圈32和次级线圈34的一端电连接。初级线圈32的绕组数比次级线圈34的少，并与次级线圈34共用芯(core)。次级线圈34根据在初级线圈32产生的电动势而产生电动势(互感电动势)。次级线圈34的另一端与火花塞20连接，将产生的电动势提供给火花塞20以使其放电。电源40向点火线圈30提供电压。电源40例如向初级线圈32和次级线圈34的一端提供预定的恒压Vb(例如：14V)。作为一例，电源40为汽车的电池。半导体装置100根据由控制信号产生部10提供的开关控制信号，对点火线圈30的初级线圈32的另一端与基准电位之间的导通和非导通进行切换。半导体装置100例如根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：功率半导体元件，连接于高电位侧的第一端子和低电位侧的第二端子之间，根据栅极电位而被控制为导通或关断；开关元件，连接于输入用于控制所述功率半导体元件的控制信号的控制端子和所述功率半导体元件的栅极之间，根据栅极电位而被控制为导通或关断；导通电位供给部，连接于所述第一端子和所述开关元件的栅极之间，向所述开关元件的栅极提供导通电位；以及关断电位供给部，连接于基准电位和所述开关元件的栅极之间，根据满足了预定的中断条件的情况，而将所述开关元件的栅极电位设为关断电位。

【技术特征摘要】
2016.01.12 JP 2016-0038661.一种半导体装置，其特征在于，具备：功率半导体元件，连接于高电位侧的第一端子和低电位侧的第二端子之间，根据栅极电位而被控制为导通或关断；开关元件，连接于输入用于控制所述功率半导体元件的控制信号的控制端子和所述功率半导体元件的栅极之间，根据栅极电位而被控制为导通或关断；导通电位供给部，连接于所述第一端子和所述开关元件的栅极之间，向所述开关元件的栅极提供导通电位；以及关断电位供给部，连接于基准电位和所述开关元件的栅极之间，根据满足了预定的中断条件的情况，而将所述开关元件的栅极电位设为关断电位。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述导通电位供给部上拉所述开关元件的栅极电压，所述关断电位供给部根据满足了所述预定的中断条件的情况，而将所述开关元件的栅极连接至基准电位。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述导通电位供给部具有：上拉电路，通过来自所述第一端子的电压上拉所述开关元件的栅极电压；和电容器，设置于所述开关元件的栅极与基准电位之间。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述导通电位供给部具有：上拉电路，通过来自所述第一端子的电压上拉所述开关元件的栅极电压；和电容器，设置于所述开关元件的栅极与所述控制端子之间。5.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述上拉电路包括连接于所述第一端子和所述开关元件的栅极之间的整流元件。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，所述上拉电路在所述第一端子和所述开关元件的栅极之间，包括在比所述整流元件更靠近所述第一端子侧的位置与所述整流元件串联连接的电阻。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，具备：放电电路，连接于所述功率半导体元件的栅极与基准电位之间，将被充电到所述功率半导体元件的栅极的电荷放电。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述功率半导体元件具有设置于基板的第一面侧的所述第一端子侧的集电极端子，设置于所述基板的第二面侧的栅极端子，以及设置于所述基板的第二面侧的所述第二端子侧的发射极端子，所述基板的所述第二面侧为n导电型，所述开关元件是形成于所述基板的所述第二面侧的n沟道型的MOSFET。9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体装置，其特征在于，具备：中断条件检测部，对是否满足了所述预定的中断条件进行检测；和锁存部，对检测到所述中断条件的状态进行锁存，其中，所述关断电位供给部根据所述锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫沢繁美，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP