[发明专利]光耦合双向可控硅元件

说明书

本发明提供能够实现品质稳定化和芯片缩小的光耦合双向可控硅元件，其具有在半导体衬底(11)的表面相互分离地形成有第一、第二光敏晶闸管部(12a、12b)的1个半导体芯片，各光敏晶闸管部具有PNPN部，还具有与阳极扩散区域(13)和阴极扩散区域(15)电连接且与控制极扩散区域(14)绝缘的1个接合焊盘，第一、第二光敏晶闸管部(12a、12b)的PNPN部相对于半导体芯片的中心大致点对称地配置，或者相对于通过中心且与一边平行的线段大致线对称地配置，第一光敏晶闸管部(12a)的接合焊盘(18a)和第二光敏晶闸管部(12b)的接合焊盘(18b)相互分离地配置在上述线段的延伸方向一端侧和另一端侧。

技术领域

本发明涉及光耦合双向可控硅(PHOTO TRIAL)元件。

背景技术

目前，作为光耦合双向可控硅元件，有日本特开平10-209431号公报(专利文献1)中公开的平面型半导体元件。

该平面型半导体元件在由矩形的沟道阻挡区域内的衬底两侧具有由2个阳极区域、2个控制极区域、2个阴极区域和2个电阻区域构成的2个沟道。在这种情况下，上述各个阳极区域靠近上述沟道阻挡区域(即沟道阻挡区域内的外侧)，上述各个控制极区域形成在上述各阳极区域与上述衬底的中央侧之间，上述各个阴极区域形成在上述控制极区域内的光信号的光进入区域外。

而且，上述2个沟道中的1个沟道中的上述阳极区域上的接合焊盘(以下简称为“焊盘”)和上述2个沟道中的另1个沟道中的上述阳极区域上的焊盘分别通过焊线与同一个第一引线框架连接。同样，上述1个沟道中的上述阳极区域上的焊盘和上述另1个沟道的上述阳极区域上的焊盘分别通过焊线与同一个第二引线框架连接。

然而，在上述平面型半导体元件中，各沟道需要形成2个、合计每个芯片需要形成4个焊盘，上述焊盘与上述焊盘之间的距离较短，存在上述焊盘的大小被限制而难以取接合余量的问题。

因此，在光耦合双向可控硅元件中，通常为双沟道双焊盘结构。该双沟道双焊盘结构是指构成光耦合双向可控硅元件的2个沟道的每个沟道设置1个焊盘、共计2个焊盘。而且，是用内部配线将各沟道的上述阳极区域及上述阴极区域与上述焊盘连接的结构。

图5表示通常的双沟道双焊盘的光耦合双向可控硅的平面结构。如图5所示，具有俯视时相对于中心线A-A’和与该中心线正交的线段B-B’的交点180度旋转对称，即相对于上述交点大致点对称的图案。以下，将相对于中心线A-A’位于图中左侧的光敏晶闸管(photo thyristor)称为CH(沟道)1的光敏晶闸管，将右侧的光敏晶闸管称为CH2的光敏晶闸管。

上述现有的双沟道双焊盘的光耦合双向可控硅，由在N型硅衬底1的表面相互分离地形成的CH1的第一光敏晶闸管2a和CH2的第二光敏晶闸管2b构成。

上述第一光敏晶闸管2a和第二光敏晶闸管2b分别具有：P型阳极扩散区域3；在中心线A-A’的延伸方向上与该阳极扩散区域3相对的P型控制极扩散区域4；和在该控制极扩散区域4内在中心线A-A’的延伸方向上与阳极扩散区域3相对地形成的N型阴极扩散区域5。这样，从阳极扩散区域3向阴极扩散区域5形成PNPN部。另外，6是用于防止误动作的高电阻图案。

此外，沿着芯片的周边，在N型硅衬底1的表面侧形成有作为沟道阻挡层的高浓度N型扩散区域(未图示)。而且，在上述N型硅衬底1上形成有SiO2膜(未图示)，在该SiO2膜的阳极扩散区域3和阴极扩散区域5上的部分设置有开口。此外，在CH1的第一光敏晶闸管2a和CH2的第二光敏晶闸管2b的上述SiO2膜上，以覆盖阳极扩散区域3和控制极扩散区域4的方式形成有作为上述内部配线的Al电极7。