[发明专利]半导体装置

说明书

本发明提供一种半导体装置，其是具备自举二极管和限流电阻的半导体装置，能够抑制限流电阻的电阻值的精度降低。其中，限流电阻(2)隔着绝缘膜(15)而在深度方向上与自举二极管(1)的p型阳极区(13)对置。限流电阻(2)由作为多晶硅电阻的多晶硅层(21～24)、以及与限制电阻电极(17b)之间的连接部即多晶硅连接部(20)构成。多晶硅层(21～24)配置于比多晶硅连接部(20)更靠外侧的位置，每个多晶硅层的一个端部与多晶硅连接部(20)连结，在另一个端部侧的部分介由接触孔(18b)而与阳极电极(17a)接触。另外，多晶硅层(21～24)均等地配置于与多晶硅连接部(20)之间的连结部位和接触孔(18b)之间。

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

以往，公知的是在逆变电路等用于电力转换的半桥电路的栅极驱动电路中，内置生成比栅极驱动电路的内部电源电压VCC高的电压的自举电路(例如，参照下述专利文献1～5)。通过对半桥电路的高电位侧(高侧：以下称为上桥臂)的开关功率器件提供由自举电路升压到比上桥臂的开关功率器件的漏极电压VDD高的电压的栅极电压，从而使该上桥臂的开关功率器件完全导通。图15是示出一般的自举电路的一部分部件的等效电路的电路图。

如图15所示，自举电路100由自举二极管(BSD：Bootstrap Diode)101、省略图示的自举电容(BSC：Bootstrap Condenser)和限流电阻102构成。自举电容的正极连接到自举二极管101的阴极，省略图示的上桥臂的开关功率器件的栅极连接到自举电容的负极。在自举二极管101的阳极与内部电源之间，限流电阻102串联地连接到自举二极管101。

对自举电路100而言，在半桥电路的上桥臂的开关器件处于导通状态，并且低电位侧(低侧：以下称为下桥臂)的开关器件处于关断状态时，自举二极管101导通，从内部电源电压VCC减去限流电阻102和自举二极管101的电压下降部分而得的电压被充电给自举电容。此时，上桥臂的开关器件由于栅极电压为零电位，因此不导通。

另一方面，在半桥电路的上桥臂的开关器件处于关断状态，并且下桥臂的开关器件处于导通状态时，上桥臂的开关器件的栅极电压成为在上桥臂的开关器件的漏极电压VDD加上自举电容的正极的电位而得的电压值。由此，上桥臂的开关器件完全变为导通状态。这样的自举电路100的动作以输入到栅极驱动电路的开关频率的周期反复进行。

自举电容的充电量由自举二极管101的电阻值R101和限流电阻102的电阻值R102的合成电阻值(＝自举二极管101的电阻值R101+限流电阻102的电阻值R102)与自举电容的容量的乘积(时间常数)决定。因此，寻求电阻值R102的精度高(偏差小)的限流电阻102。因此，限流电阻102使用无寄生效应且可以降低半导体基板(半导体芯片)的面积的多晶硅(poly-Si)电阻。

成为限流电阻102的多晶硅电阻是隔着层间绝缘膜配置于半导体基板(半导体芯片)的正面上，是与形成于同一半导体基板的包括pn结的自举二极管101串联连接而成的一个多晶硅层。另外，以往，限流电阻102使用长方体状的平面形状的多晶硅层。其理由在于，易于由多晶硅层的矩形的表面的纵横比(具体来说是体积)算出薄层电阻，并且容易从该薄层电阻设计限流电阻102，因此可以按所期望的电阻值R102正确地形成限流电阻102(例如，参照下述专利文献6)。

对现有的自举电路的自举二极管101和限流电阻102的结构进行说明。图16是示出从半导体基板的正面侧观察现有的自举电路的自举二极管和限流电阻而得的结构的平面图。图17是示出图16的剖切线AA-AA’处的截面结构的截面图。图16相当于下述专利文献6的图6，图17相当于下述专利文献6的图7。如图16、图17所示，自举电路100的自举二极管101和限流电阻102设置于同一半导体基板110。