[發明專利]高壓傳感器裝置及其方法

有效

• 申請號: 201010171037.2
• 申請日: 2005-12-26
• 公開（公告）號: CN101853798A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 杰斐遜·W.·霍爾;穆罕默德·T.·庫杜斯
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/77;H01L23/544;H01L27/04;G01R19/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 康建忠

本申請是半導體元件工業有限責任公司于2005年12月26日提交的、申請號為200510134124.X、發明名稱為“高壓傳感器裝置及其方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明一般涉及電子學，尤其涉及制造半導體器件和結構的方法。

背景技術

過去半導體工業應用多種方法形成控制高壓系統的半導體器件，這種高壓系統的一個例子是一個由高壓值的輸入電壓操作的電源控制器。這些現有的半導體器件的一個問題是，不能以連續的方式檢測高壓值。典型地，用外部電路提供代表高壓值的電壓。例如，控制器可能由幾百伏的電壓操作，而且輸入電壓值可能隨時間改變。為了有效地操作，在控制器運行期間，控制器可能需要在電壓改變時檢測電壓值，不能在半導體芯片上提供檢測高壓的裝置，導致利用外部元件，這將增加系統費用。

因此，需要能檢測高壓信號的半導體器件。

附圖說明

圖1示意性地圖示了根據本發明的高壓半導體器件的一部分的實施例的電路圖；

圖2說明了根據本發明的圖1中的半導體器件的一部分的實施例的放大平面圖；

圖3說明了根據本發明的圖2的半導體器件的實施例的剖面部分；

圖4示意性地圖示了根據本發明的高壓半導體器件的一部分的另一實施例的電路圖；

圖5說明了根據本發明的高壓半導體器件的另一實施例的放大剖面部分；

圖6示意性地圖示了根據本發明的作為圖1的器件的可替換實施例的高壓半導體器件的一部分的實施例的電路圖；

圖7說明了根據本發明的圖6的高壓半導體器件的實施例的部分放大平面圖；

圖8示意性地圖示了根據本發明的利用圖1中高壓半導體器件的系統的一部分的實施例的電路圖。

具體實施方式

為了簡單和清楚地說明，圖中各組成部分不必按比例，相同的標號在不同的圖中指示同一組成部分。而且，為簡化描述，省略了眾所周知的描述和細節。這里使用的載流電極表示輸送電流通過裝置的該裝置的一個單元，例如MOS晶體管的源極和漏極，或者雙極性晶體管的發射極和集電極，或者二極管的陰極和陽極，控制極表示控制電流通過裝置的該裝置的一個單元。例如MOS晶體管的柵極或雙極性晶體管的基極，盡管這里用某一種N溝道或P溝道來說明裝置，本領域的技術人員將意識到根據本發明的互補裝置也是可行的。為使圖清晰，裝置結構的摻雜區用直線邊沿和精確的拐角來圖示，然而，本領域技術人員知道，由于摻雜劑的擴散和活化，摻雜區一般說來并非直線，拐角不是精確的角度。

圖1圖解地說明了高壓半導體器件10的一部分的一個優選實施例的電路圖。該器件10形成代表高壓值的輸入電壓的低壓檢測信號。器件10包括接收高壓并在檢出輸出16上產生代表高壓的檢測信號的高壓檢測部件11。當輸入電壓值變化時，檢測信號也變化。形成的器件10還響應施加在控制輸入25上的控制信號在輸出24上電流第一輸出電流。

在一個實施例中，部件11是高壓晶體管和器件10中檢測器件28的一部分，器件28形成為包括JFET晶體管18和金屬氧化半導體(MOS)晶體管19的合并晶體管。器件10也可以包含偏置電阻器21來為晶體管19的柵極提供偏置電流。本領域的技術人員知道器件28中的例如晶體管18和19那樣的晶體管。Tisinger等的美國專利號5,477,175公開了類似晶體管18和19裝置的一個例子，該專利于1995年12月19日公布，通過引用而結合于此。在其它實施例中，晶體管19可以是其它的例如J-FET或雙極性晶體管那樣的晶體管結構。在其它的實施例中，電阻器21可以是其它結構，比如JEFT。器件10被形成來接收輸入23的輸入電壓并在輸出16上產生檢測信號。

過去，檢測在高壓半導體器件上的高壓值很困難。例如，在某些世界范圍內的線路電壓應用中，輸入電壓可能超過400伏特(400V)，并且在某些情況下，輸入電壓可能高達700伏特(700V)。例如，用于電源供電系統的變壓器回掃電壓可能增加400伏輸入電壓至700伏。