[發明專利]橋接電路

有效

• 申請號: 201610079943.7
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN105743477B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 弗朗茨·赫爾萊爾;安德烈亞斯·邁塞爾;斯特芬·蒂倫
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;H03K19/0185;H01L23/48;H01L29/423;H01L27/06;H01L27/082;H01L27/088
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;王紅艷

提供了一種橋接電路。該橋接電路包括具有高側開關的第一集成半導體裝置、具有與高側開關電連接的低側開關的第二集成半導體裝置、第一電平轉換器以及第二電平轉換器，該第一電平轉換器與高側開關電連接并且在第一集成半導體裝置和第二集成半導體裝置的一個中集成，該第二電平轉換器與低側開關電連接并且在第一集成半導體裝置和第二集成半導體裝置的一個中集成。

本申請是申請日為2013年7月2日、申請號為201310274870.3、發明名稱為“集成半導體裝置和具有集成半導體裝置的橋接電路”的申請的分案申請，其全部內容結合于此作為參考。

技術領域

本發明的實施方式涉及集成半導體裝置，特別涉及具有垂直功率場效應結構的集成半導體裝置，并且涉及橋接電路，特別涉及具有高側開關、低側開關和至少一個電平轉換器的橋接電路。

背景技術

半導體晶體管，特別是諸如金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的場效應控制的開關器件已用于各種應用，包括但不限于用作在電源和功率轉換器、電動轎車、空調乃至立體聲系統中的功率開關。例如，功率MOSFET在橋接電路中用作低側和高側功率開關以驅動電動機。通常，在這樣的橋接電路中監測功率開關的切換狀態從而適當同步它們。這是為了避免例如在關斷高側開關之前接通低側開關。這通常需要低側開關的驅動器連接到高側開關從而估計高側開關的切換狀態。同樣，在橋接電路中高側開關的驅動器通常連接到低側開關從而估計低側開關的切換狀態。

由于低側開關和高側開關的不同的電壓電平，通常在橋接電路中使用兩個電平轉換器，例如在高側開關的驅動器與低側開關之間的步進電平轉換器，以及在低側開關的驅動器與高側開關之間的步降電平轉換器。因此，在橋接電路的低側臂和高側臂之間的電壓差主要由電平轉換器處理，因此相應地，高側開關和低側開關的驅動器電路的額定擊穿電壓可以僅由柵電壓給出，對于n溝道MOSFET該柵電壓可以是約1V到約20V。通常，電平轉換器集成到相應的驅動器IC(集成電路)，例如共同的MOSFET驅動器級電路中。然而對于功率應用，特別是約400V甚或多于約600V的電壓的功率應用，由于所需要的高壓閉鎖能力，橋接電路的驅動器IC是昂貴的。

因此，需要為功率應用改善橋接電路。

發明內容

根據橋接電路的實施方式，該橋接電路包括具有高側開關的第一集成半導體裝置、具有與高側開關電連接的低側開關的第二集成半導體裝置、第一電平轉換器以及第二電平轉換器，該第一電平轉換器與高側開關電連接并且在第一集成半導體裝置和第二集成半導體裝置中的一個中集成，該第二電平轉換器與低側開關電連接并且在第一集成半導體裝置和第二集成半導體裝置中的一個中集成。

根據集成半導體裝置的實施方式，該集成半導體裝置包括半導體主體，該半導體主體包括具有定義垂直方向的法線方向的第一表面、相對表面、包括垂直功率場效應晶體管結構的第一區域、包括三端子步降電平轉換器的第二區域以及包括三端子步進電平轉換器的第三區域。垂直功率場效應晶體管結構的端子與三端子步降電平轉換器和三端子步進電平轉換器中的一個電連接。

根據集成半導體裝置的實施方式，該集成半導體裝置包括具有第一表面的半導體主體以及相對表面，該第一表面具有定義垂直方向的法線方向。當從上方觀察時，集成半導體裝置還包括第一區域、至少一個第二區域和貫穿接觸區域，該第一區域包括設置在第一表面上并且形成第二負載端子的第二金屬化，該第二區域包括具有設置在第一表面上的至少一個金屬化的電平轉換器。在垂直截面中集成半導體裝置還包括設置在第一區域、至少一個第二區域和貫穿接觸區域中的相對表面上并且形成第一負載端子的共同金屬化；在第一表面和相對表面之間延伸的第一電介質區；在第一表面和相對表面之間延伸的第二電介質區；與第一端子電連接，延伸到第一表面并且在貫穿接觸區域中而且在第一電介質區和第二電介質區之間設置的導電結構；設置在第一表面上的柵極端子；以及用于控制在第一負載端子和第二負載端子之間的負載電流的柵電極。柵電極設置在第一區域中并且與柵極端子電連接。