高耐压半导体装置制造方法及图纸

高耐压半导体装置具有：半导体领域２、接触用扩散领域６，分散扩散领域４，场绝缘膜１６，与接触用Ｎ型扩散领域６相连并导通的金属电极２５、在浮动状态下形成的多个板式电极１８ａ、１９ａ。金属电极２５的一部分（２５－１、２５－２）延伸到位于板式电极１８ａ、１９ａ的正上方的层间绝缘膜３４上，板式电极１８ａ、１９ａ和金属电极２５－１、２５－２彼此电容耦合。在接触用Ｎ型扩散领域６所包围的半导体领域２上，设置了ＣＭＯＳ晶体管（７～１１等）、电阻（１３等）、电容（１２等）。提供一种即使在高温下使用，耐压也不会下降的高耐压半导体装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高耐压半导体装置。特别是涉及到变压器控制用高耐压半导体装置。
技术介绍
图16所示的照明用变压器控制系统作为以往使用的变压器控制用高耐压半导体装置的例子。图16表示了照明用变压器控制系统的简要结构。图16所示的照明用变压器控制系统包含含有荧光灯100的LC谐振电路，用于为荧光灯100供电的高耐压功率NchMOSFET101、102，用于驱动高耐压功率NchMOSFET101的高压一侧驱动电路105，用于驱动高耐压功率MOSFET102的低压一侧驱动电路106。高压一侧驱动电路105由变压器控制用高耐压半导体装置构成。另外，高耐压功率NchMOSFET101、102是分立型元件。照明用变压器控制系统还包含用于提供高压一侧驱动电路用电源电压V2的高耐压二极管104和电容器103，荧光灯驱动用高压电源端子110、低压一侧驱动电路用电源端子107，用于驱动荧光灯的输出端子109。外加在荧光灯驱动用高压电源端子110上的V1是把交流电源整流后得到的支流电压，最大为600V左右的高压。一方面，外加在低压一侧驱动电路用电源端子107上的V3是低压一侧驱动电路的电源电压，通常为15V左右的低压。而外加在高压一侧驱动电路用电源端子108上的V2是由低压一侧驱动电路电压V3、高耐压二极管104和高耐压功率NchMOSFET101、102决定的电压，随着高耐压功率NchMOSFET101、102的导通/断开动作，从V3的电压15V左右的电压到(V1+V3)的高电压，即615V左右的范围内变动。下面，说明照明用变压器控制系统的动作概要。首先，在V3＝15V，V1＝600V的初始状态下，通常把荧光灯驱动用输出端子电压V4设置为近于GND电位。因此，在该状态下，通过高耐压二极管104的正向动作对电容器103充电，V2设置为从V3＝15V减去高耐压二极管104的正向电压部分后得到的值。接着，由低压一侧控制信号把高耐压功率NchMOSFET102设置为断开状态，并且，由高压一侧控制信号把高耐压功率MOSFET101设置为导通状态。由此，对含有荧光灯100的LC谐振电路电容器充电。这时，通过使高耐压功率MOSFET101为导通状态，使荧光灯驱动用输出端子电压V4从GND电位附近上升到V1＝600V左右的电位(从V1减去高耐压功率NchMOSFET101的导通电压后得到的电压)。这时，因为对电容器103进行了充电，所以变为高压一侧驱动电路的实质电源电压的V2和V4的电位差能保持在初始电压V3＝15V左右的电位(从V3减去高耐压二极管104的正向电压后得到的电压)。这样，V2从V3＝15V左右的电位上升到(V1+V3)＝615V左右的电位。之后，由高压一侧控制信号，把高耐压功率NchMOSFET101设置为断开状态，并且，由低压一侧控制信号把高耐压功率MOSFET102设置为导通状态，使荧光灯100放电。这时，通过使高耐压功率MOSFET102为导通状态，使荧光灯驱动用输出端子电压V4从V1＝600V左右的电位(从V1减去高耐压功率NchMOSFET101的导通电压后得到的电位)，下降到GND电位附近(从GND电位加上高耐压功率NchMOSFET102的导通电压后得到得电位)。这时，因为对电容器103进行了充电，所以变为高压一侧驱动电路的实质电源电压的V2和V4的电位差能保持在V3＝15V左右的电位(从V3减去高耐压二极管104的正向电压后得到的电压)。这样，V2从(V1+V3)＝615V左右的电位下降到V3＝15V左右的电位。上述的动作是含有荧光灯的LC谐振电路在充电/放电时的一个周期的动作。近年来，把在照明领域使用的变压器控制系统的低压一侧驱动电路(图16中的符号106)和高压一侧驱动电路(图16中的符号105)和其它的控制电路集成化的课题进行了研究。此种高压一侧驱动电路(图16中的符号105)，一般是被称为浮动模块的电路模块，电源端子108不偏置为固定电位，而是处于浮动状态。图17表示了把该浮动模块集成化时的截面结构。图17所示的浮动模块包含P型半导体衬底1、在衬底上形成的含有低浓度的N型杂质的半导体领域2、N型嵌入扩散领域3、把元件间在电上分离的P型分离扩散领域4、用于给半导体领域2提供电源端子108的电位的高浓度接触用N型扩散领域6、用于给半导体领域2提供电位的金属电极25、用于给分离扩散领域4和P型半导体衬底1提供电位的金属电极33。在分离扩散领域4和N型扩散领域6之间，形成了薄的氧化膜15和厚的氧化膜16，在氧化膜15和16上，形成了与金属电极33设置为等电位的聚硅酮制的板式电极17b、电浮动的聚硅酮制的板式电极18b、与金属电极25连接在一起的聚硅酮制的板式电极19b。在板式电极17b、18b和19b上，形成了层间绝缘膜34，在层间绝缘膜34上，形成了电浮动的金属电极40和金属电极41。然后，在金属电极40、41上形成了表面保护膜35，还形成了密封用树脂36。在图17所示的结构中，在接触用N型扩散领域6所围起的领域中，形成了构成高压一侧驱动电路的CMOS、电容、电阻等元件。把形成该元件的领域叫做“高压一侧驱动电路用元件领域”。在图17所示的高压一侧驱动电路用元件领域内，形成了构成高压一侧驱动电路一部分的NchMOS的P型主体扩散领域7、在P型主体扩散领域7内形成了NchMOS的N型源扩散领域8和漏扩散领域9、NchMOS的聚硅酮栅极22。在N型源扩散领域8和漏扩散领域9分别与源金属电极26和漏金属电极27连接。另外，还形成了构成高压一侧驱动电路一部分的P型源扩散领域10和漏扩散领域11、PchMOS的聚硅酮电极23、PchMOS的源金属电极28和漏金属电极29。由此，形成了CMOS晶体管元件。另外，形成了成为电容元件的一个电极的P型源扩散领域12、与P型源扩散领域12连接在一起的金属电极30、成为电容元件的另一个电极的聚硅酮制电极24，由这些形成了电容元件。进而，还形成了构成高压一侧驱动电路一部分的P型扩散电阻13、P型扩散电阻13的金属电极31和32。由这些形成了电阻元件。在图17所示的结构中，在金属电极25上外加图16所示的高压一侧驱动电路的电源电压V2，然后，使与分散扩散领域4连接在一起的金属电极33上付给GND电位。另外，构成CMOS的NchMOS的P型主体扩散领域7是高压一侧驱动电路的V4的电位。为了便于通过说明理解上述的照明用变压器控制系统的动作，使外加了电压V2的金属电极25、聚硅酮制的板式电极19b和接触用N型扩散领域6，从15V左右的低电压到615V左右的高电压变化。一方面，因为图16中的V4的电位在图17中变成了NchMOS的P型主体扩散领域7的电位，所以P型主体扩散领域7的电位从GND电位附近到V1＝600V的范围内变化。这时，金属电极25、聚硅酮制的板式电极19b、高浓度扩散领域6与NchMOS的P型主体扩散领域7的电位差保持为15V左右的电位差。因此，P型半导体衬底1和P型分散扩散领域4与低浓度N型半导体领域2之间的PN结上，外加了615V左右的高压。在图17所示的结构中，板式电极17b、18b、19b是场板的一种，通过与其上形成的房间绝缘膜34上进一步形成的浮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高耐压半导体装置，包括：在第一导电型半导体衬底上形成的第二导电型半导体领域； 在所述半导体领域上形成的第二导电型接触用扩散领域； 与所述接触用扩散领域分开，在所述半导体领域内形成的，包围了所述接触用扩散领域的第一导电型分离扩散领域； 在位于所述分离扩散领域和所述接触用扩散领域之间的所述半导体领域上形成的场绝缘膜； 与所述接触用扩散领域连接并导通的金属电极； 与所述接触用扩散领域分开，在所述场绝缘膜上以浮动状态形成的多个板式电极，且从衬底法线方向观察，它们包围了所述接触用扩散领域； 在所述场绝缘膜和所述多个板式电极上形成的层间绝缘膜； 所述金属电极的一部分，延伸到位于所述多个板式电极上的所述层间绝缘膜上，所述金属电极的所述一部分和所述多个板式电极彼此电容耦合； 在所述第二导电型接触用扩散领域所包围的所述第二导电型半导体领域中，设置ＣＭＯＳ晶体管、电阻及电容中的一个或双方。

【技术特征摘要】
JP 2001-6-4 2001-1687461.一种高耐压半导体装置，包括在第一导电型半导体衬底上形成的第二导电型半导体领域；在所述半导体领域上形成的第二导电型接触用扩散领域；与所述接触用扩散领域分开，在所述半导体领域内形成的，包围了所述接触用扩散领域的第一导电型分离扩散领域；在位于所述分离扩散领域和所述接触用扩散领域之间的所述半导体领域上形成的场绝缘膜；与所述接触用扩散领域连接并导通的金属电极；与所述接触用扩散领域分开，在所述场绝缘膜上以浮动状态形成的多个板式电极，且从衬底法线方向观察，它们包围了所述接触用扩散领域；在所述场绝缘膜和所述多个板式电极上形成的层间绝缘膜；所述金属电极的一部分，延伸到位于所述多个板式电极上的所述层间绝缘膜上，所述金属电极的所述一部分和所述多个板式电极彼此电容耦合；在所述第二导电型接触用扩散领域所包围的所述第二导电型半导体领域中，设置CMOS晶体管、电阻及电容中的一个或双方。2.根据权利要求1所述的高耐压半导体装置，其中所述高耐压半导体装置是包含高压一侧驱动电路的变压器控制用高耐压半导体装置，所述高压一侧驱动电路包含CMOS晶体管、电阻及电容中的一个或双方。3.根据权利要求1所述的高耐压半导体装置，其中与接触用扩散领域连接的所述多个金属电极中的至少一个，具有比与该金属电极电容耦合的板式电极窄的横向宽度。4.根据权利要求1所述的高耐压半导体装置，其中所述金属电极具有隔着所述层间绝缘膜，覆盖了所述多个板式电极中离所述接触用扩散领域最近的板式电极的整个上表面的部分。5.根据权利要求1所述的高耐压半导体装置，其中所述多个金属电极的各横向宽度，离所述接触用扩散领域越远，变得越窄。6.根据权利要求1所述的高耐压半导体装置，其中在位于所述多个板式电极之下的所述半导体领域的上部形成了第一导电型的多个护环领域。7.根据权利要求1所述的高耐压半导体装置，其中在与所述第一导电型半导体衬底和所述第二导电型半导体领域之间的高压一侧驱动电路用元件领...

【专利技术属性】
技术研发人员：野田正明，生田晃久，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]