负载驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种搭载元件间分离使用DTI的半导体芯片、能进行DTI的绝缘耐压的诊断、可靠性高的负载驱动装置及其故障诊断方法。本发明专利技术的负载驱动装置搭载有半导体芯片，该负载驱动装置的特征在于，所述半导体芯片具备形成于半导体基板上的负载驱动输出部，所述负载驱动输出部具有形成控制负载驱动的MOSFET的第1区域和通过DTI与所述第1区域绝缘分离的第2区域，该负载驱动装置具备：第1漏电流检测元件，其设置在所述第1区域；第2漏电流检测元件，其设置在所述第2区域；以及故障检测部，其判断所述负载驱动输出部的故障。

Load Driver

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负载驱动装置
本专利技术涉及由半导体芯片构成的负载驱动装置，该半导体芯片具备作为元件间绝缘分离结构之一的DeepTrenchIsolation(深槽隔离)(以下称为DTI)，尤其涉及具有驱动电路的负载驱动装置以及使用它的车载用电子控制单元。
技术介绍
随着车辆中搭载的电子控制单元对各种控制对象进行电子控制，广泛使用将电信号转换为机械运动或液压用的马达、螺线管等电动执行器。为了驱动这些电动执行器，使用由半导体芯片构成的具有驱动电路的负载驱动装置。在这些负载驱动装置的半导体芯片中，在将驱动电路集成到半导体芯片内时，为了遮蔽噪声、保持电位差而使用为绝缘分离方法之一的DTI。作为本
的
技术介绍
，例如有专利文献1这样的技术。专利文献1揭示了“一种半导体装置，其具备：半导体基板，其在主表面上具有槽；以及元件，其形成于所述半导体基板的主表面，而且具有导电部分，所述槽形成为在俯视下环绕所述元件，该半导体装置还具备以覆盖在所述元件上而且在所述槽内形成中空的方式形成于所述元件上及所述槽内的绝缘膜，所述绝缘膜具有到达所述导电部分的孔”。此外，专利文献2揭示了“一种半导体装置，其具备：半导体基板，其具有支承基板、埋入绝缘膜、半导体层依序层叠在一起的构成；以及元件，其形成于所述半导体层的主表面，而且具有导电部分，以在俯视下环绕所述元件而且从所述半导体层的所述主表面到达所述埋入绝缘膜的方式在所述半导体层上形成有槽，该半导体装置还具备以覆盖在所述元件上而且在所述槽内形成中空的方式形成于所述元件上及所述槽内的第1绝缘膜，所述第1绝缘膜上形成有到达所述导电部分的孔”。专利文献1是与在普通的硅基板也就是所谓的块状基板上设置有DTI的结构相关的技术，专利文献2是与在SOI(SiliconOnInsulator，以下称为SOI)基板上设置有DTI的结构相关的技术。此外，作为负载驱动装置的一例，有图9所示那样的马达驱动电路。图9的马达驱动电路由变换电路INV和前置驱动电路PDRV构成，所述变换电路INV驱动马达，由为FET(FiledEffectTransistor(场效应晶体管))的FETH及FETL构成，所述前置驱动电路PDRV由半导体芯片1构成。半导体芯片1使输入信号INH、INL经由输入逻辑电路LOGIC和高侧驱动电路DRVH、低侧驱动电路DRVL，利用栅极信号GATEH0、GATEH1、GATEL0、GATEL1来驱动将输出设为OUTH的高侧负载驱动输出部3H以及将输出设为OUTL的低侧负载驱动输出部3L。此处，负载驱动输出部3H、3L分别由LDMOS(LaterallyDiffusedMOS(横向扩散MOS))等MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor(金属氧化物半导体场效应管)(以下称为MOSFET)构成。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2015-122543号公报专利文献2：日本专利特开2011-151121号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题另外，在驱动马达、螺线管等负载时，在负载与驱动电路输出之间发生了开路故障或短路故障的情况下，会因负载的L分量而产生过大的电涌，有负载驱动输出部发生破坏的担忧。例如，在前文所述的图9所示的马达驱动电路中，在发生了变换电路INV与马达间的开路故障或短路故障的情况下，会因马达的L分量而产生过大的电涌，有变换电路INV发生破坏的担忧。进而，有前置驱动电路PDRV的输出部即负载驱动输出部3H或3L也发生破坏的担忧。即便没有瞬间达到破坏，负载驱动装置的使用时的干扰电涌的影响或者经时劣化也会导致DTI的绝缘耐压降低，有电路块间或元件间的电性分离(绝缘分离)变得不足、不久便失去驱动功能的担忧。另一方面，近年来，由于半导体芯片的小型化、高集成化、高散热化的发展，要求减薄DTI绝缘膜的膜厚，但减薄DTI绝缘膜的膜厚会导致DTI的绝缘耐压降低，因此产生了确认该绝缘耐压的必要性。上述专利文献1及专利文献2都涉及半导体基板上的元件分离使用DTI的半导体芯片的结构，但未记载有上述那样的问题及其解决方法。本专利技术是鉴于上述问题而做成的，其目的在于提供一种搭载元件间分离使用DTI的半导体芯片、能进行DTI的绝缘耐压的诊断、可靠性高的负载驱动装置。此外，本专利技术的另一目的在于，提供一种在搭载元件间分离使用DTI的半导体芯片的负载驱动装置中能够诊断由于负载驱动装置的使用时的干扰电涌的影响或者经时劣化造成的DTI的绝缘耐压的降低所引起的故障的负载驱动装置的故障诊断方法。解决问题的技术手段为了达成上述目的，本专利技术的负载驱动装置搭载有半导体芯片，该负载驱动装置的特征在于，所述半导体芯片具备形成于半导体基板上的负载驱动输出部，所述负载驱动输出部具有形成控制负载驱动的MOSFET的第1区域和通过DTI与所述第1区域绝缘分离的第2区域，该负载驱动装置具备：第1漏电流检测元件，其设置在所述第1区域；第2漏电流检测元件，其设置在所述第2区域；以及故障检测部，其判断所述负载驱动输出部的故障。专利技术的效果根据本专利技术，可以实现能够进行元件间分离所使用的DTI的绝缘耐压的诊断、且可靠性高的负载驱动装置。此外，根据本专利技术，能够诊断由于负载驱动装置的使用时的干扰电涌的影响或者经时劣化造成的DTI的绝缘耐压的降低所引起的故障，从而能够提高负载驱动装置的可靠性。上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明来加以明确。附图说明图1为表示作为本专利技术的第1实施方式的由半导体芯片构成的负载驱动装置的整体概要的俯视图。图2为表示图1的负载驱动装置的输出电路例的图。图3为表示图1的A-A'截面以及故障检测部10的图。图4为表示图3的故障检测部10的构成例的框图。图5为表示图3的故障检测部10的其他构成例(变形例)的框图。图6为表示图1的A-A'截面以及故障检测部10的其他例子(变形例)的图。图7为表示作为本专利技术的第2实施方式的由半导体芯片构成的负载驱动装置的整体概要的俯视图。图8为表示图7的负载驱动装置的输出电路例的图。图9为表示马达驱动电路的构成例(1个相)的框图。具体实施方式下面，一边参考附图，一边对本专利技术的实施方式进行说明。再者，附图是简略性的，因此不可根据该附图的记载来狭窄地解释本专利技术的技术范围。此外，对同一要素标注同一符号，并省略重复的说明。实施例1在本专利技术的第1实施方式中，使用图1至图4，对能够诊断因负载驱动装置的使用时的干扰电涌的影响或者经时劣化而导致DTI的绝缘耐压降低这一情况、能够提高可靠性的负载驱动装置的构成及动作进行说明。图1为表示作为本专利技术的第1实施方式的由半导体芯片构成的负载驱动装置的整体概要的俯视图。如图1所示，本实施例的负载驱动装置300具备具有负载驱动输出部3的半导体芯片1，负载驱动输出部3具备以围绕为MOSFET的MOS00及MOS01的方式形成的元件间绝缘分离结构即DTI20。在元件间绝缘分离结构DTI20的内侧也就是形成MOS00及MOS01等元件的区域内形成有第1漏电流检测元件101，在元件间绝缘分离结构DTI20的外侧也就是不形成MOS00及MOS01等元件的区域内形成有第2漏电流检测元件100。此外，如后文叙述的图3及图4所示，具备故障检测部10，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载驱动装置，其搭载有半导体芯片，该负载驱动装置的特征在于，所述半导体芯片具备形成于半导体基板上的负载驱动输出部，所述负载驱动输出部具有形成控制负载驱动的MOSFET的第1区域和通过DTI与所述第1区域绝缘分离的第2区域，该负载驱动装置具备：第1漏电流检测元件，其设置在所述第1区域；第2漏电流检测元件，其设置在所述第2区域；以及故障检测部，其判断所述负载驱动输出部的故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.14 JP 2016-2422871.一种负载驱动装置，其搭载有半导体芯片，该负载驱动装置的特征在于，所述半导体芯片具备形成于半导体基板上的负载驱动输出部，所述负载驱动输出部具有形成控制负载驱动的MOSFET的第1区域和通过DTI与所述第1区域绝缘分离的第2区域，该负载驱动装置具备：第1漏电流检测元件，其设置在所述第1区域；第2漏电流检测元件，其设置在所述第2区域；以及故障检测部，其判断所述负载驱动输出部的故障。2.根据权利要求1所述的负载驱动装置，其特征在于，所述故障检测部在所述第1漏电流检测元件及所述第2漏电流检测元件之间设置电位差，在检测到规定值以上的电流的情况下，判断为所述负载驱动输出部的故障。3.根据权利要求1所述的负载驱动装置，其特征在于，所述故障检测部对所述第1漏电流检测元件及所述第2漏电流检测元件之间施加电流，在检测到规定值以下的电压的情况下，判断为所述负载驱动输出部的故障。4.根据权利要求1至3中任一项所述的负载驱动装置，其特征在于，所述半导体芯片具备所述负载驱动输出部的冗余输出部，所述冗余输出部具有形成控制负载驱动的MOSFET的第3区域和通过DTI与所述第3区域绝缘分离的第4区域，该负载驱动装置具备：第3漏电流检测元件，其设置在所述第3区域；以及第4漏电流检测元件，其设置在所述第4区域。5.根据权利要求4所述的负载驱动装置，其特征在于，在所述故障检测部判断为所述负载驱动输出部的故障、而且在所述第3漏电流检测元件及所述第4漏电流检测元件之间设置电位差而检测到规定值以下的电流的情况下，将负载驱动功能从所述负载驱动输出部切换至所述冗余输出部。6.根据权利要求4所述的负载驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：川田隆弘，小林洋一郎，渡部光彦，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP