[发明专利]高压传感器装置及其方法

说明书

本申请是半导体元件工业有限责任公司于2005年12月26日提交的、申请号为200510134124.X、发明名称为“高压传感器装置及其方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及电子学，尤其涉及制造半导体器件和结构的方法。

背景技术

过去半导体工业应用多种方法形成控制高压系统的半导体器件，这种高压系统的一个例子是一个由高压值的输入电压操作的电源控制器。这些现有的半导体器件的一个问题是，不能以连续的方式检测高压值。典型地，用外部电路提供代表高压值的电压。例如，控制器可能由几百伏的电压操作，而且输入电压值可能随时间改变。为了有效地操作，在控制器运行期间，控制器可能需要在电压改变时检测电压值，不能在半导体芯片上提供检测高压的装置，导致利用外部元件，这将增加系统费用。

因此，需要能检测高压信号的半导体器件。

附图说明

图1示意性地图示了根据本发明的高压半导体器件的一部分的实施例的电路图；

图2说明了根据本发明的图1中的半导体器件的一部分的实施例的放大平面图；

图3说明了根据本发明的图2的半导体器件的实施例的剖面部分；

图4示意性地图示了根据本发明的高压半导体器件的一部分的另一实施例的电路图；

图5说明了根据本发明的高压半导体器件的另一实施例的放大剖面部分；

图6示意性地图示了根据本发明的作为图1的器件的可替换实施例的高压半导体器件的一部分的实施例的电路图；

图7说明了根据本发明的图6的高压半导体器件的实施例的部分放大平面图；

图8示意性地图示了根据本发明的利用图1中高压半导体器件的系统的一部分的实施例的电路图。

具体实施方式

为了简单和清楚地说明，图中各组成部分不必按比例，相同的标号在不同的图中指示同一组成部分。而且，为简化描述，省略了众所周知的描述和细节。这里使用的载流电极表示输送电流通过装置的该装置的一个单元，例如MOS晶体管的源极和漏极，或者双极性晶体管的发射极和集电极，或者二极管的阴极和阳极，控制极表示控制电流通过装置的该装置的一个单元。例如MOS晶体管的栅极或双极性晶体管的基极，尽管这里用某一种N沟道或P沟道来说明装置，本领域的技术人员将意识到根据本发明的互补装置也是可行的。为使图清晰，装置结构的掺杂区用直线边沿和精确的拐角来图示，然而，本领域技术人员知道，由于掺杂剂的扩散和活化，掺杂区一般说来并非直线，拐角不是精确的角度。

图1图解地说明了高压半导体器件10的一部分的一个优选实施例的电路图。该器件10形成代表高压值的输入电压的低压检测信号。器件10包括接收高压并在检出输出16上产生代表高压的检测信号的高压检测部件11。当输入电压值变化时，检测信号也变化。形成的器件10还响应施加在控制输入25上的控制信号在输出24上电流第一输出电流。

在一个实施例中，部件11是高压晶体管和器件10中检测器件28的一部分，器件28形成为包括JFET晶体管18和金属氧化半导体(MOS)晶体管19的合并晶体管。器件10也可以包含偏置电阻器21来为晶体管19的栅极提供偏置电流。本领域的技术人员知道器件28中的例如晶体管18和19那样的晶体管。Tisinger等的美国专利号5,477,175公开了类似晶体管18和19装置的一个例子，该专利于1995年12月19日公布，通过引用而结合于此。在其它实施例中，晶体管19可以是其它的例如J-FET或双极性晶体管那样的晶体管结构。在其它的实施例中，电阻器21可以是其它结构，比如JEFT。器件10被形成来接收输入23的输入电压并在输出16上产生检测信号。

过去，检测在高压半导体器件上的高压值很困难。例如，在某些世界范围内的线路电压应用中，输入电压可能超过400伏特(400V)，并且在某些情况下，输入电压可能高达700伏特(700V)。例如，用于电源供电系统的变压器回扫电压可能增加400伏输入电压至700伏。