[發(fā)明專利]高壓傳感器裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010171037.2
• 申請(qǐng)日: 2005-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN101853798A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰斐遜·W.·霍爾;穆罕默德·T.·庫杜斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L21/66
• 分類號(hào): H01L21/66;H01L21/77;H01L23/544;H01L27/04;G01R19/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 康建忠

本申請(qǐng)是半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司于2005年12月26日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?00510134124.X、發(fā)明名稱為“高壓傳感器裝置及其方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及電子學(xué)，尤其涉及制造半導(dǎo)體器件和結(jié)構(gòu)的方法。

背景技術(shù)

過去半導(dǎo)體工業(yè)應(yīng)用多種方法形成控制高壓系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件，這種高壓系統(tǒng)的一個(gè)例子是一個(gè)由高壓值的輸入電壓操作的電源控制器。這些現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件的一個(gè)問題是，不能以連續(xù)的方式檢測(cè)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(shí)間改變。為了有效地操作，在控制器運(yùn)行期間，控制器可能需要在電壓改變時(shí)檢測(cè)電壓值，不能在半導(dǎo)體芯片上提供檢測(cè)高壓的裝置，導(dǎo)致利用外部元件，這將增加系統(tǒng)費(fèi)用。

因此，需要能檢測(cè)高壓信號(hào)的半導(dǎo)體器件。

附圖說明

圖1示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的高壓半導(dǎo)體器件的一部分的實(shí)施例的電路圖；

圖2說明了根據(jù)本發(fā)明的圖1中的半導(dǎo)體器件的一部分的實(shí)施例的放大平面圖；

圖3說明了根據(jù)本發(fā)明的圖2的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例的剖面部分；

圖4示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的高壓半導(dǎo)體器件的一部分的另一實(shí)施例的電路圖；

圖5說明了根據(jù)本發(fā)明的高壓半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施例的放大剖面部分；

圖6示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的作為圖1的器件的可替換實(shí)施例的高壓半導(dǎo)體器件的一部分的實(shí)施例的電路圖；

圖7說明了根據(jù)本發(fā)明的圖6的高壓半導(dǎo)體器件的實(shí)施例的部分放大平面圖；

圖8示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的利用圖1中高壓半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)的一部分的實(shí)施例的電路圖。

具體實(shí)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(biāo)號(hào)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(xì)節(jié)。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(gè)單元，例如MOS晶體管的源極和漏極，或者雙極性晶體管的發(fā)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(gè)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(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到根據(jù)本發(fā)明的互補(bǔ)裝置也是可行的。為使圖清晰，裝置結(jié)構(gòu)的摻雜區(qū)用直線邊沿和精確的拐角來圖示，然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，由于摻雜劑的擴(kuò)散和活化，摻雜區(qū)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(dǎo)體器件10的一部分的一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(cè)信號(hào)。器件10包括接收高壓并在檢出輸出16上產(chǎn)生代表高壓的檢測(cè)信號(hào)的高壓檢測(cè)部件11。當(dāng)輸入電壓值變化時(shí)，檢測(cè)信號(hào)也變化。形成的器件10還響應(yīng)施加在控制輸入25上的控制信號(hào)在輸出24上電流第一輸出電流。

在一個(gè)實(shí)施例中，部件11是高壓晶體管和器件10中檢測(cè)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(dǎo)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(lǐng)域的技術(shù)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(hào)5,477,175公開了類似晶體管18和19裝置的一個(gè)例子，該專利于1995年12月19日公布，通過引用而結(jié)合于此。在其它實(shí)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(jié)構(gòu)。在其它的實(shí)施例中，電阻器21可以是其它結(jié)構(gòu)，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(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。

過去，檢測(cè)在高壓半導(dǎo)體器件上的高壓值很困難。例如，在某些世界范圍內(nèi)的線路電壓應(yīng)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(dá)700伏特(700V)。例如，用于電源供電系統(tǒng)的變壓器回掃電壓可能增加400伏輸入電壓至700伏。