DE102008054564A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Hiroki Sone
Akira Yamada
Satoshi Shiraki
Nozomu Akagi
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Abstract

Es wird eine Halbleitervorrichtung offenbart. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet ein SOI-Substrat, das eine aktive Schicht, einen eingebetteten Isolationsfilm und ein Trägersubstrat beinhaltet, ein Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein nieddnet ist und an einem ersten Referenzpotential betreibbar ist, ein Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential, das in der aktiven Schicht angeordnet ist und an einem zweiten Referenzpotential betreibbar ist, ein Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil, das in der aktiven Schicht angeordnet ist und eine Potentialverschiebung zwischen den ersten und zweiten Referenzpotentialen vorsieht, und ein Isolationsteil, das erste und zweite Abschnitte des Trägersubstrats voneinander isoliert, wobei Stellen der ersten und zweiten Abschnitte den Teilen einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential entsprechen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung und insbesondere eine Halbleitervorrichtung, die als ein Element verwendet wird, das einen Wechselrichter zum Ansteuern eines Motors oder der Gleichen steuert.
  • Eine integrierte Hochspannungsschaltung bzw. HVIC ist eine Halbleitervorrichtung, die zum Beispiel als ein Element verwendet wird, das Leistungsvorrichtungen in einem Wechselrichter zum Ansteuern einer Last, wie zum Beispiel eines Motors, oder der Gleichen, steuert.
  • Ein Beispiel einer Schaltung zum Ansteuern eines Wechselrichters wird nachstehend unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Die Schaltung beinhaltet ein erstes Element 303, ein zweites Element 304, Fotokoppler 305a, 305b, Potentialverschiebungselemente 305a, 305b und eine Steuerschaltung 306. Das erste Element 303 kann als ein Teil einer Referenzschaltung für ein hohes Potential zum Ansteuern von Isolierschicht-Bipolartransistoren bzw. IGBTs 302a wirken, die in einer hohen Seite einer Wechselrichterschaltung 301 zum Ansteuern eines Motors 300 vorgesehen sind. Das zweite Element 304 kann als ein Teil einer Referenzschaltung für ein niedriges Potential zum Ansteuern von IGBTs 302b wirken, die in einer niedrigen Seite der Wechselrichterschaltung 301 vorgesehen sind. Das erste Element 303 und das zweite Element 304 können in unterschiedlichen Chips vorgesehen sein. Die Fotokoppler 305a, 305b und die Steuerschaltung 306 sind zwischen den Chips vorgesehen. In einer derartigen Schaltung werden Signale durch die Fotokoppler 305a, 305b übertragen, um eine Potentialverschiebung zwischen den Bezugspotentialen der Teile einer Referenzschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential vorzusehen.
  • In letzter Zeit ist auf Grund des Verkleinerns eines Wechselrichters die vorhergehende Schaltung in einen einzigen Chip oder anders ausgedrückt in einen HVIC integriert worden. Wie es in 15 gezeigt ist, beinhaltet ein HVIC, das heißt eine Halbleitervorrichtung, 406 ein Teil 403 einer Referenzschaltung für ein hohes Potential und ein Teil 404 einer Referenzschaltung für ein niedriges Potential, welche zur Verwendung beim Steuern von IGBTs 402a, 402b einer Wechselrichterschaltung 401 zum Ansteuern eines Motors 400 sind. Das HVIC 406 beinhaltet weiterhin ein Potentialverschiebungselement 405, das eine hohe Durchbruchspannung aufweist (zum Beispiel einen LDMOS bzw. ein lateral diffundiertes Metall-Oxid-Halbleiter-Element).
  • Das HVIC 406, das in einem einzigen Chip ausgebildet ist, weist jedoch eine Schwierigkeit auf, die einer Potentialinterferenz zwischen den Teilen einer Referenzschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential 403, 404 zugehörig ist. Eine derartige Interferenz bewirkt eine ungeeignete Funktionsweise in der Schaltung. Auf Grund der vorhergehenden Schwierigkeit wird eine Elementisolation unter Verwendung einer Sperrschichtisolations- bzw. JI-Struktur, einer dielektrischen Isolationsstruktur oder einer Grabenisolationsstruktur mit einem Silizium-auf-Isolator- bzw. SOI-Substrat durchgeführt (siehe die JP-A-2006-93229 ). Jedoch erzeugt in irgendeiner der zuvor beschriebenen Elementisolationsstrukturen, wenn das Potential von einem niedrigen Potential, wie zum Beispiel 0 V, zu einem hohen Potential, wie zum Beispiel 750 V, verschoben wird, ein höheres Potential (zum Beispiel ein Potential, das 1200 V überschreitet) eine große Anstiegsrate von einigen zehn kV/μs, was zu einer großen Potentialamplitude führt. Es ist schwierig, den vorhergehenden hohen Spannungsstoß, der eine hohe Anstiegsrate aufweist, ohne Einbringen eines Schaltungsfehlverhaltens zu behandeln. Hierbei wird ein derartiger hoher Spannungsstoß, der eine hohe Anstiegsrate aufweist, als ein dv/dt-Stoß bezeichnet, da ein Erhöhen der Spannung mit der Anstiegszeit groß ist. Insbesondere wird der vorhergehende dv/dt-Stoß ein Problem in einer Schaltung, die ein rauschempfindliches analoges Element aufweist, da ein Ausfall besonders in einer derartigen Schaltung häufiger als in einer Logikschaltung auftritt.
  • Nachstehend wird eine Beschreibung in Verbindung mit den vorhergehenden Punkten als Stand der Technik gegeben. Aus den zuvor erwähnten Elementisolationsstukturen kann die Grabenisolationsstruktur mit dem SOI-Substrat einen hohen Widerstand bezüglich Rauschen aufweisen. Für eine Elementisolation kann die Grabenisolationsstruktur eine eines hohen Potentials sein. Jedoch haben die Erfinder bei einem Entwickeln eines Potentialverschiebungselements mit der Grabenisolationsstruktur die folgenden Schwierigkeiten offenbart. Wenn ein dv/dt-Stoß in einem HVIC ausgeübt wird, das eine Grabenisolationsstruktur mit einem SOI-Substrat aufweist, wird ein Potential durch ein Trägersubstrat gestört, das einen Verschiebungsstrom erzeugt, der eine parasitäre Kapazität lädt oder entlädt, die in einer eingebetteten Oxid- bzw. BOX-Schicht zwischen dem Trägersubstrat und einer aktiven Schicht, das heißt, einer SOI-Schicht, ausgebildet ist. Als Ergebnis kann die Schaltung ungeeignet arbeiten. 25 zeigt eine Querschnittsdarstellung, die ein Erzeugen eines Verschiebungsstroms in einem HVIC darstellt, in dem Teile einer Referenzspannungsschaltung HV, LV für ein hohes und ein niedriges Potential in einer SOI-Schicht 511 ausgebildet sind. Wie es in 25 gezeigt ist, wird zum Beispiel ein Verschiebungsstrom erzeugt und (i) fließt dieser von einem Teil für ein virtuelles Massepotential des Teil für eine Referenzspannungsschaltung HV für ein hohes elektrischen Potential über eine eingebettete Schicht 513, das heißt, eine BOX-Schicht, in einen Trägersockel 512 und (ii) fließt dieser von dem Trägersockel 512 erneut über die eingebettete Schicht 513 in ein Teil für ein Massepotential des Teils der Referenzspannungsschaltung LV für ein niedriges elektrisches Potential.
  • Die vorhergehenden Schwierigkeiten können durch Verringern einer Ausbreitung des Verschiebungsstroms auf eine derartige Weise unterdrückt werden, dass die BOX-Schicht dicker gemacht wird, um eine parasitäre Kapazität zu verringern, oder eine Störstellenkonzentration auf einer Seite des Trägersubstrats 512 kleiner gemacht wird, um einen Widerstand zu erhöhen. Jedoch kann, wenn eine Verstärkerschaltung, die eine hohe Nennverstärkung aufweist, zum Beispiel integriert ist, ein geringfügiger Verschiebungsstrom ein Faktor für eine ungeeignete Funktionsweise werden.
  • Im Hinblick auf die vorhergehenden und andere Schwierigkeiten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung zu schaffen, die im Stande ist, ein Erzeugen eines Verschiebungsstroms zu unterdrücken und im Stande ist, eine ungeeignete Schaltungsfunktionsweise einzuschränken.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Halbleitervorrichtung geschaffen. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet ein SOI-Substrat 104, das eine aktive Schicht, einen eingebetteten Isolationsfilm und ein Trägersubstrat beinhaltet. Die aktive Schicht und das Trägersubstrat sind durch den eingebetteten Isolationsfilm verbunden. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und ein Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential in der aktiven Schicht. Das Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential ist an einem zweiten Referenzpotential betreibbar, welches größer oder gleich einem ersten Referenzpotential ist. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil in der aktiven Schicht und weist ein Potentialverschiebungselement auf, das eine Potentialverschiebung zwischen dem ersten Referenzpotential und dem zweiten Referenzpotential vorsieht. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein Isolationsteil, das einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt des Trägersubstrats voneinander isoliert. Eine Stelle des ersten Abschnitts entspricht dem Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und eine Stelle des zweiten Abschnitts entspricht dem Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential.
  • Gemäß der vorhergehenden Halbleitervorrichtung ist es möglich, ein Erzeugen eines Verschiebungsstroms zu unterdrücken, der zum Beispiel durch einen dv/dt-Stoß verursacht wird. Es ist möglich, eine ungeeignete Schaltungsfunktionsweise einzuschränken.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Halbleitervorrichtung geschaffen. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet eine Halbleiterschicht, die eine vordere Oberfläche und eine hintere Oberfläche aufweist. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet ein Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, das an einem ersten Referenzpotential betreibbar ist, ein Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential, das an einem zweiten Referenzpotential betreibbar ist, welches größer oder gleich dem ersten Referenzpotential ist, und ein Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil, das ein Potentialverschiebungselement aufweist, das eine Potentialverschiebung zwischen den ersten und zweiten Referenzpotentialen vorsieht. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein Isolationsteil auf ersten und zweiten Abschnitten der hinteren Oberfläche der Halbleiterschicht, welche jeweils den Teilen einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und hohes Potential entsprechen. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein erstes leitfähiges Teil, das bezüglich des Isolationsteils dem Teil der Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential gegenüber liegend angeordnet ist und elektrisch mit einem ersten Bereich des Teils einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden ist. Das erste Referenzpotential wird an den ersten Bereich angelegt. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein zweites leitfähiges Teil, das bezüglich des Isolationsteils dem Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential gegenüber liegend angeordnet ist und elektrisch mit einem zweiten Bereich des Teils einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbunden ist. Das zweite Referenzpotential wird an den zweiten Bereich angelegt.
  • Gemäß der vorhergehenden Halbleitervorrichtung ist es möglich, ein Erzeugen eines Verschiebungsstroms zu unterdrücken, der durch zum Beispiel einen dv/dt-Stoß verursacht wird. Es ist möglich, eine ungeeignete Schaltungsfuntktionsweise einzuschränken.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1 eine Querschnittsdarstellung, die entlang einer Linie I-I in 2 genommen ist und eine Halbleitervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 2 eine Darstellung eines Layouts von Elementen auf einer Seite einer vorderen Oberfläche der in 1 dargestellten Halbleitervorrichtung;
  • 3 eine Darstellung eines Layouts von Elementen auf einer Seite einer hinteren Oberfläche der in 1 dargestellten Halbleitervorrichtung;
  • 4A bis 4E Querschnittsdarstellungen von Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit Verkapselungs- bzw. Gießharz gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 einen Graph von Verschiebungsströmen für einen Fall eines dv/dt-Stoßes in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und einer herkömmlichen Struktur;
  • 6 eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 7A bis 7E Querschnittsdarstellungen von Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit Verkapselungsharz gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 8 einen Graph von Verschiebungsströmen für einen Fall eines dv/dt-Stoßes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und einer herkömmlichen Struktur;
  • 9 eine Querschnittsdarstellung, die entlang einer Linie IX-IX in 10 genommen ist und eine Halbleitervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 10 eine Darstellung eines Layouts von Elementen auf einer Seite einer hinteren Oberfläche der in 9 dargestellten Halbleitervorrichtung;
  • 11 eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 12 eine Querschnittsdarstellung, die entlang einer Linie XII-XII in 13 genommen ist und eine Halbleitervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 13 eine Darstellung eines Layouts von Elementen auf einer Seite einer hintern Oberfläche der in 12 dargestellten Halbleitervorrichtung;
  • 14 eine Darstellung eines Schaltungsaufbaus zum Steuern einer Wechselrichterschaltung zum Ansteuern eines Motors im Stand der Technik;
  • 15 eine Darstellung eines weiteren Schaltungsaufbaus zum Steuern einer Wechselrichterschaltung zum Ansteuern eines Motors im Stand der Technik;
  • 16 eine Querschnittsdarstellung, die entlang einer Linie XVI-XVI in 17 genommen ist und eine Halbleitervorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 17 eine Darstellung eines Layouts der Halbleitervorrichtung in 16, die von einer Seite einer vorderen Oberfläche der Halbleitervorrichtung betrachtet wird;
  • 18 eine Querschnittsdarstellung einer Potentialverteilung in einem Isolationssubstrat der in 16 dargestellten Halbleitervorrichtung;
  • 19 eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 20 eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 21 eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 22 eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 23 eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 24 eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem ausgestalteten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 25 eine Querschnittsdarstellung eines Verschiebungsstromflusses in einem HVIC im Stand der Technik;
  • 26 eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem ausgestalteten Beispiels der beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung; und
  • 27 eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren ausgestalteten Beispiels der beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
  • Beispielhafte Ausführungsbeispiele werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Ein Aufbau einer Halbleitervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird es angenommen, dass eine Seite einer vorderen Oberfläche einer Halbleitervorrichtung einer entspricht, die auf einer Oberseite von 1 gezeigt ist, und eine Seite einer hinteren Oberfläche der Halbleitervorrichtung einer entspricht, die auf einer Unterseite von 1 gezeigt ist.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Silizium-auf-Isolator- bzw. SOI-Substrats 104 ausgebildet, welches ein Trägersubstrat 102 und eine SOI-Schicht 101 beinhaltet, die durch einen eingebetteten Oxidfilm 103 verbunden sind. Die SOI-Schicht 102 besteht zum Beispiel aus Silizium eines P-Typs. Die SOI-Schicht 101 wirkt als eine aktive Schicht 101. Der eingebettete Oxidfilm 103 wirkt als ein eingebetteter Isolationsfilm 103.
  • Die SOI-Schicht 101 ist auf der Seite der vorderen Oberfläche der Halbleitervorrichtung angeordnet und ist durch Schleifen eines Siliziumsubstrats auf eine vorbestimmte Dicke ausgebildet. In der SOI-Schicht 101 trennen mehrere Grabenisolationsteile 105 Elemente voneinander. Jedes Grabenisolationsteil 105 beinhaltet einen Graben 106 und einen Isolationsfilm 107, der innerhalb des Grabens 106 angeordnet ist. Der Graben 106 dehnt sich von der vorderen Oberfläche der SOI-Schicht 101 zu dem eingebetteten Oxidfilm 103 aus. Die mehreren Grabenisolationsteile 105 weisen eine im Wesentlichen gleiche Breite auf.
  • Die mehreren Grabenisolationsteile 105 sind in einem Muster mit mehreren Ringen angeordnet. Ein Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, welches einem Bereich entspricht, der auf einer linken Seite der 1 bis 3 dargestellt ist, ist ein Bereich zwischen einem äußersten Grabenisolationsteil 105 und einem Grabenisolationsteil 105 neben dem äußersten Grabenisolationsteil 105. Ein Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential, welches einem Bereich entspricht, der auf einer rechten Seite der 1 bis 3A dargestellt ist, ist ein Bereich, der sich in einem innersten Grabenisolationsteil 105 befindet. Ein Potentialverschiebungselement-Ausbildungsbereich LS ist zwischen den Teilen HV und LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und hohes Potential angeordnet.
  • Das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential der SOI-Schicht 101 beinhaltet eine Signalverarbeitungsschaltung, welche zum Beispiel eine Logikschaltung ist und von einem niedrigen Potential angesteuert wird. Das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential ist durch Grabenisolationsteile 105 von anderen Teilen der Halbleitervorrichtung getrennt. Das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential beinhaltet verschiedene Elemente, zum Beispiel einen CMOS 110, welche Elemente der Signalverarbeitungsschaltung sind. Genauer gesagt trennt eine Isolationsschicht 111 Elemente in der SOI-Schicht 101 voneinander. Die Isolationsschicht 101 kann durch eine flache Grabenisolation bzw. STI eine Schicht einer lokalen Oxidation von Silizium bzw. LOCOS-Schicht oder dergleichen vorgesehen sein. Getrennte Bereiche beinhalten zum Beispiel eine Senkenschicht 112a eines N-Typs und eine Senkenschicht 112b des P-Typs.
  • Ein Sourcebereich 113a eines P+-Typs und ein Drainbereich 114a des P+-Typs sind in der Senkenschicht 112 des N-Typs angeordnet. Ein Sourcebereich 113b eines N+-Typs und ein Drainbereich 114b des N+-Typs sind in der Senkenschicht 112b des P-Typs angeordnet. Durch einen Gateisolationsfilm 115a ist eine Gateelektrode 116a über einer Oberfläche der Senkenschicht 112a N-Typs angeordnet, wobei sich diese Oberfläche zwischen dem Sourcebereich 113a des P+-Typs und dem Drainbereich 114a des P+-Typs befindet. Durch einen Gateisolationsfilm 115b ist eine Gateelektrode 116b über einer Oberfläche der Senkenschicht 112 des P-Typs angeordnet, wobei sich diese Oberfläche zwischen dem Sourcebereich 113b des N+-Typs und dem Drainbereich 114b des N+-Typs befindet. Demgemäß ist ein CMOS 110 vorgesehen, der einen N-Kanal-MOSFET und einen P-Kanal-MOSFET aufweist.
  • Das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential beinhaltet ein Leitungselement (nicht gezeigt) und einen Zwischenschicht-Isolationsfilm (nicht gezeigt), welche auf der Seite der vorderen Oberfläche der SOI-Schicht 101 angeordnet sind. Das Leitungselement ist elektrisch mit Elementen des CMOS 110 verbunden, die jede Gateelektrode 116a, 116b, jeden Sourcebereich 113a, 113b und jeden Drainbereich 114a, 114b beinhalten. Das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential kann weiterhin einen Bipolartransistor, einen Diffusionswiderstand, einen Speicher oder der Gleichen (nicht gezeigt) beinhalten.
  • Das Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein hohen Potential beinhaltet eine Signalverarbeitungsschaltung, welche zum Beispiel eine Logikschaltung ist und von einem hohen Potential angesteuert wird. Das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential ist durch die Grabenisolationsteile 105 von anderen Teilen der Halbleitervorrichtung getrennt. Das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential beinhaltet einen CMOS 110, dessen Aufbau im Wesentlichen identisch zu dem in dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential ist. Das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential kann weiterhin einen Bipolartransistor, einen Diffusionswiderstand, einen Speicher oder der Gleichen (nicht gezeigt) beinhalten.
  • Das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS beinhaltet einen lateral diffundierten Metall-Oxid-Halbleiter bzw. LDMOS 120 als ein Potentialverschiebungselement 120, das eine hohe Durchbruchspannung aufweist. In einem Oberflächenabschnitt der SOI-Schicht 101 weist der LDMOS 120 einen Drainbereich 121 des N-Typs, einen Kanalbereich 122 des P-Typs und einen Sourcebereich 123 des N+-Typs auf. Eine Kontaktschicht 124 des N+-Typs ist in einem Oberflächenabschnitt des Drainbereichs 121 des N-Typs ausgebildet. Eine Kontaktschicht 125 eines P+-Typs ist in einem Oberflächenabschnitt des Kanalbereichs 122 des P-Typs ausgebildet. Der Drainbereich 121 des N-Typs und der Kanalbereich 122 des P-Typs sind durch eine LOCOS-Oxidationsschicht 126 voneinander getrennt. Eine Gateelektrode 128 ist durch einen Gateisolationsfilm 127 über dem Kanalbereich 122 des P-Typs angeordnet. Demgemäß wird der LDMOS 120 geschaffen, der eine hohe Durchbruchspannung aufweist.
  • Auf der Seite der vorderen Oberfläche der SOI-Schicht 101 sind ein Leitungselement (nicht gezeigt) und ein Zwischenschicht-Isolationsfilm (nicht gezeigt) ausgebildet. Das Leitungselement ist elektrisch mit der Gateelektrode 128, dem Sourcebereich 123 des N+-Typs und der Kontaktschicht 125 des P+-Typs oder der Kontaktschicht 124 des N+-Typs verbunden.
  • Mehrere Zellen für den LDMOS 120, der den zuvor beschriebenen Aufbau und eine hohe Durchbruchspannung aufweist, sind zwischen den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential ausgebildet. Die mehreren Zellen sind durch die Grabenisolationsteile 105 voneinander getrennt.
  • Das Trägersubstrat 102 besteht aus einem Siliziumsubstrat. Wie es in 1 und 3 gezeigt ist, bleibt das Trägersubstrat 102 lediglich an Stellen zurück, die den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential entsprechen. Ein Isolationsteil 130 ist in einen Raum eingebettet, an dem das Trägersubstrat 102 entfernt ist. Das Isolationsteil 130 besteht aus einem Material einer niedrigen Dielektrizitätskonstante, welches zum Beispiel Harz (zum Beispiel Epoxidharz) zur Verwendung beim Einkapseln ist.
  • In der Halbleitervorrichtung weist das Trägersubstrat 102 einen ersten Abschnitt unter dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und einen zweiten Abschnitt unter dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential auf. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Trägersubstrats 102 sind durch das Isolationsteil 130 voneinander isoliert. Dem gemäß ist es möglich, eine Potentialausbreitung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt des Trägersubstrats 102 zu unterdrücken. Dies führt zu einem Verringern einer Potentialdifferenz zwischen der SOI-Schicht 101 und dem Trägersubstrat 102. Es ist deshalb möglich, ein Erzeugen eines Verschiebungsstroms zu unterdrücken, der eine parasitäre Kapazität lädt und entlädt, um eine ungeeignete Schaltungsfunktionsweise einzuschränken.
  • Obgleich das Isolationsteil 130 den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt des Trägersubstrats 102 voneinander isoliert, kann eine parasitäre Kapazität auftreten, die von der Dielektrizitätskonstante des Isolationsteils 130 abhängt. Da der erste Abschnitt und zweite Abschnitt des Trägersubstrats 102 einen großen Abstand voneinander entfernt sind, ist die parasitäre Kapazität bemerkenswert klein und kann das Erzeugen eines Verschiebungsstroms im Wesentlichen unterdrückt werden. Nichtsdestotrotz kann es bevorzugt sein, dass das Isolationsteil 130 aus einem Material mit einer Dielektrizitätskonstante besteht, die so klein wie möglich ist, da die parasitäre Kapazität von der Dielektrizitätskonstante des Isolationsteils 130 abhängt.
  • Die zuvor beschriebene Halbleitervorrichtung kann auf die folgenden Weisen hergestellt werden. Elemente des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, Elemente des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und ein Element des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsbereichs LS werden ausgebildet. Das Trägersubstrat 102 wird teilweise beseitigt. Dann wird das Isolationsteil 130 an eine Stelle eingebettet, an der ein beseitigter Abschnitt des Trägersubstrats 102 vorhanden gewesen ist.
  • Unter Bezugnahme auf 4A bis 4E wird ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nachstehend genauer beschrieben. Die 4A bis 4E zeigen Querschnittsdarstellungen, von denen jede ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung mit einem Gießharz gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. Zur Einfachheit zeigen 4A bis 4E keine Elemente, die in der SOI-Schicht 101 ausgebildet sind.
  • Wie es in 4A gezeigt ist, wird eine hintere Oberfläche des Trägersubstrats 102 nach einem Ausbilden von Elementen der Teile LV, HV einer Referenzspannungsschaltung LV, HV für ein niedriges und ein hohes Potential und Elementen des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteils LS poliert. Eine Maske 131, die einen Siliziumoxidfilm 131a und einen Siliziumnitridfilm 131b aufweist, wird auf der polierten hinteren Oberfläche des Trägersubstrats 102 angeordnet. Unter Verwendung der Maske 131 wird das Trägersubstrat 102 teilweise durch Ätzen beseitigt. Das vorhergehende Verfahren kann durch Nassätzen durchgeführt werden, das eine KOH-Lösung mit einer hohen Selektivität in der Oxidschicht und anderen verwendet. Die KOH-Lösung, die verwendet wird, kann ähnlich zu der sein, die bei einem Verfahren zum Ausbilden einer Membran eines Drucksensors oder der Gleichen verwendet wird.
  • Wie es in 4B gezeigt ist, wird ein Isolationsteil 130 derart aufgetragen, dass es das Trägersubstrat 102 und einen Bereich bedeckt, an dem das beseitigte Teil des Trägersubstrats 102 vorhanden gewesen ist. Wie es in 4C gezeigt ist, wird ein Rohchip- bzw. Die-Kontaktierungsfilm 132 auf einer Oberfläche des Isolationsteils 130 angeordnet. Dann wird, wie es in 4D gezeigt ist, eine Halbleitervorrichtung durch den Rohchip-Kontaktierungsfilm 132 an einem Leiterrahmen 133 befestigt. Wie es in 4E gezeigt ist, wird ein externer Verbindungsanschluss 134 unter Verwendung eines Kontaktierungsdrahts 135 mit einem vorbestimmten Abschnitt der Halbleitervorrichtung verbunden. Die Halbleitervorrichtung, der Leiterrahmen 133 und ein Teil des externen Verbindungsanschlusses 134 werden durch ein Gießharzteil 136 bedeckt. Auf die vorhergehenden Weisen kann die Halbleitervorrichtung mit einem Gießharz hergestellt werden.
  • Wie es in 4A bis 4E gezeigt ist, ist das Trägersubstrat 102 vollständig von dem Isolationsteil 130 bedeckt. Alternativ kann, nachdem das Isolationsteil 130 aufgetragen worden ist, das Isolationsteil 130 geschliffen werden, bis das Trägersubstrat 102 freiliegt, so dass das Isolationsteil 130 in dem Raum verbleibt, an dem der beseitigte Abschnitt des Trägersubstrats 102 vorhanden gewesen ist.
  • Die Erfinder haben Simulationen derart ausgeführt, dass die Halbleitervorrichtung mit einer Wechselrichterschaltung (nicht gezeigt) zum Ansteuern eines Motors verbunden worden ist. Genauer gesagt haben die Simulationen einen Fall behandelt, in dem eine Spannung zur Potentialverschiebung als eine derartige Rechteckwelle angelegt worden ist, dass die Spannung in gegebenen Zeitintervallen zwischen 0 V und 750 V geschaltet worden ist, um eine Potentialverschiebung des Referenzpotentials der Teile LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohen und ein niedriges Potential vorzusehen. Beim Anlegen der Spannung zur Potentialverschiebung wird es erwartet, dass zu einem Augenblick eines Schaltens einer Spannung von 0 V zu 750 V eine Spannung augenblicklich 750 V übersteigen kann und zwischen 1200 V und 1300 V erreicht, was einen großen dv/dt-Stoß verursacht. Die Erfinder haben einen Verschiebungsstrom für einen Fall des dv/dt-Stoßes untersucht und Ergebnisse erzielt, die in 5 gezeigt sind.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, ist der Verschiebungsstrom in der Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels um zwei Größenordnungen kleiner als der einer herkömmlichen Struktur. Es ist anzumerken, dass die Halbleitervorrichtung der herkömmlichen Struktur ein Trägersubstrat 102 aufweist, welches monolithisch ist und nicht in zwei Teile geteilt ist. Die Simulationen haben ebenso gezeigt, dass die Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels den Strom einschränkt und die zuvor beschriebenen Vorteile aufweist.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Ein Unterschied zwischen einer Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels und der des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Aufbau zum Festlegen eines Potentials des Trägersubstrats 102.
  • 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung, das heißt eines HVIC, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie es in 6 gezeigt ist, weist die Halbleitervorrichtung einen zweiten Anschluss (nicht gezeigt) zum Aufnehmen des Referenzpotentials des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential auf. Der zweite Anschluss und der zweite Abschnitt des Trägersubstrats 102 sind elektrisch miteinander verbunden, um im Wesentlichen das gleiche Potential aufzuweisen. Der zweite Abschnitt des Trägersubstrats 102 ist an einer Stelle angeordnet, die dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential entspricht, oder anders ausgedrückt, der zweite Abschnitt ist bezüglich des eingebetteten Oxidfilms 103 dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential gegenüber liegend angeordnet. Genauer gesagt ist ein Sockel 141, der ein leitfähiges Muster 140 aufweist, mit einer hinteren Oberfläche des zweiten Abschnitts des Trägersubstrats 102 verbunden. Das leitfähige Muster 140 ist durch einen Draht 142 mit dem zweiten Anschluss verbunden.
  • Die Halbleitervorrichtung weist einen ersten Anschluss (nicht gezeigt) zum Aufnehmen des Referenzpotentials des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential in der SOI-Schicht 101 auf. Der erste Anschluss und der erste Abschnitt des Trägersubstrats 102 sind elektrisch miteinander verbunden, um ein im Wesentlichen gleiches Potential aufzuweisen. Der erste Abschnitt des Trägersubstrats 102 ist an einer Stelle angeordnet, die dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential entspricht, oder anders ausgedrückt, der erste Abschnitt ist bezüglich des eingebetteten Oxidfilms dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedrigen Potential 103 gegenüber liegend angeordnet. Genauer gesagt ist ein Sockel 144, der ein leitfähiges Muster 143 aufweist, mit einer hinteren Oberfläche des ersten Abschnitts des Trägersubstrats 102 verbunden. Das leitfähige Muster 143 ist durch einen Draht 145 elektrisch mit dem zweiten Anschluss verbunden.
  • Bei dem vorhergehenden Aufbau können der zweite Abschnitt des Trägersubstrats 102 und das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential ein im Wesentlichen gleiches Potential aufweisen und können der erste Abschnitt des Trägersubstrats 102 und das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential ein im Wesentlichen gleiches Potential aufweisen. Das heißt, entsprechende Bereiche auf beiden Seiten des eingebetteten Oxidfilms 103 können ein im Wesentlichen gleiches Potential aufweisen. Es ist deshalb möglich, wirksam ein Erzeugen eines Verschiebungsstroms einzuschränken.
  • Ein Unterschied zwischen einem Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels und dem des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren eines elektrischen Verbindens des Trägersubstrats 102 und der leitfähigen Muster 140, 143.
  • 7A bis 7E zeigen Querschnittsdarstellungen eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit einem Gießharz gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7A bis 7E beschrieben. Zur Einfachheit zeigen 7A bis 7E keine Elemente, die in der SOI-Schicht 101 ausgebildet sind.
  • Zuerst wird ein Verfahren durchgeführt, das dem entspricht, das in 4A gezeigt ist. Dann wird, wie es in 7a gezeigt ist, eine Oberfläche der Halbleitervorrichtung auf der Seite der vorderen Oberfläche mit einem Resist bzw. Lack 146a geschützt. Ein Harz für das Isolationsteil 130 wird geätzt und dann wird eine Maske 131 geätzt. Dann wird, wie es in 7B gezeigt ist, nach einem Beseitigen des Resists 146a eine Metallschicht 147 auf die hintere Oberfläche des Trägersubstrats 102 abgeschieden. Eine Maske zum Verwenden beim Mustern der Metallschicht 147 wird angeordnet. Dann wird, wie es in 7C gezeigt ist, die Oberfläche auf der Seite der SOI-Schicht 101 erneut mit einem Harz 146b geschützt. Die Metallschicht 147 wird unter Verwendung der Maske 148 gemustert. Auf die vorhergehenden Weisen wird das leitfähige Muster 140 ausgebildet, das durch die Metallschicht 147 vorgesehen ist und das elektrisch mit dem zweiten Abschnitt des Trägersubstrats 102 verbunden ist. Ebenso wird das leitfähige Muster 143 ausgebildet, das durch die Metallschicht 147 vorgesehen ist und das elektrisch mit dem ersten Abschnitt des Trägersubstrats 102 verbunden ist.
  • Dann werden, wie es in 7D gezeigt ist, nach einem Beseitigen der Maske 148 und des Resists 146b, die leitfähigen Muster 140, 143 durch ein Lot 149 elektrisch mit einem Leiterrahmen 133 für die Sockel 141, 144 verbunden. Dann wird, wie es in 7E gezeigt ist, ein externer Verbindungsanschluss 134 durch den Kontaktierungsdraht 135 elektrisch mit einem vorbestimmten Teil der Halbleitervorrichtung verbunden. Der Leiterrahmen 133 wird elektrisch mit dem externen Verbindungsanschluss 134 verbunden, welcher durch den Kontaktierungsdraht 135 elektrisch mit den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential verbunden ist. Durch den externen Verbindungsanschluss 134 und den Leiterrahmen 133 können das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und der zweite Abschnitt des Trägersubstrats 102 ein im Wesentlichen gleiches Potential aufweisen und können das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und der erste Abschnitt des Trägersubstrats 102 ein im Wesentlichen gleiches Potential aufweisen. Das heißt, entsprechende Bereiche auf beiden Seiten des eingebetteten Oxidfilms 103 können ein im Wesentlichen gleiches Potential aufweisen. Dann bedeckt das Gießharzteil 136 die Halbleitervorrichtung, den Leiterrahmen 133 und einen Teil des externen Verbindungsanschlusses. Auf die vorhergehende Weise ist es möglich, die Halbleitervorrichtung mit einem Gießharz gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel herzustellen.
  • Simulationen sind auf eine ähnliche Weise zu der ausgeführt worden, die in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist. Die Ergebnisse sind in 8 gezeigt, welche zeigt, dass die Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Erzeugen des Verschiebungsstroms wirksamer als das des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung einschränken kann. Der Verschiebungsstrom ist um ungefähr drei Größenordnungen kleiner als der einer herkömmlichen Struktur.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Ein Unterschied zwischen einer Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels und der des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Anordnung des Trägersubstrats 102. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Trägersubstrat 102 einen dritten Abschnitt auf, welcher an einer Stelle angeordnet ist, die einem Teil außerhalb eines Elements entspricht.
  • 9 zeigt eine Querschnittsdarstellung, die entlang einer Linie IX-IX in 10 genommen ist und eine Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. 10 zeigt eine Darstellung, die ein Layout von Elementen auf einer Seite einer hinteren Oberfläche der Halbleitervorrichtung zeigt, die in 9 dargestellt ist.
  • Wie es in 9 und 10 gezeigt ist, ist ein Teil 150 außerhalb eines Elements außerhalb des äußersten Grabenisolationsteils 105 angeordnet. Ein dritter Abschnitt des Trägersubstrats 102 ist an einer Stelle angeordnet, die dem Teil 150 außerhalb eines Elements entspricht. Der dritte Abschnitt des Trägersubstrats 102 liegt dem Teil 150 außerhalb eines Elements bezüglich des eingebetteten Oxidfilms 103 gegenüber. Genauer gesagt weist der dritte Abschnitt des Trägersubstrats 102 eine allgemeine U-Form auf. Der dritte Abschnitt weist zwei Seitenteile auf, welche sich entlang einer Richtung ausdehnen, in welcher die Teile HV, LV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential angeordnet sind. Das Teil des Teils 150 außerhalb eines Elements weist weiterhin ein anderes Seitenteil auf, welches dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential gegenüber liegt. Wenn das Trägersubstrat 102 das zuvor beschriebene Teil an einer Stelle aufweist, die dem Teil 150 außerhalb eines Elements entspricht, ist es möglich, eine Festigkeit eines äußeren Rahmens zu verbessern.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Ein Unterschied zwischen einer Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels und der des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen derartigen Aufbau, dass das Trägersubstrat 102 einen dritten Abschnitt an einer Stelle aufweist, die einem Teil außerhalb eines Elements auf eine ähnliche Weise wie der des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung entspricht.
  • 11 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie es in 11 gezeigt ist, ist der dritte Abschnitt des Trägersubstrats an einer Stelle angeordnet, die dem Teil 150 außerhalb eines Elements entspricht. Gemäß dem vorhergehenden Aufbau kann die Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels Vorteile wie die des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufweisen. Weiterhin ist es möglich, die Festigkeit eines äußeren Rahmens der Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der dritte Abschnitt des Trägersubstrats 102 durch das leitfähige Muster 143 elektrisch mit einem Anschluss zum Erzielen des Referenzpotentials des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden. Alternativ kann der dritte Abschnitt des Trägersubstrats 102 in einem Schwebezustand sein und kein elektrisches Potential aufweisen, das im Wesentlichen gleich zu dem Referenzpotential des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential ist.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Ein Unterschied zwischen einer Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels und der des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Anordnung des Trägersubstrats 102.
  • 12 zeigt eine Querschnittsdarstellung, die entlang einer Linie XII-XII in 13 genommen ist und eine Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. 13 zeigt eine Darstellung, die ein Layout von Elementen auf einer Seite einer hinteren Oberfläche der Halbleitervorrichtung in 12 darstellt. Wie es in 12 und 13 gezeigt ist, weist das Trägersubstrat 102 einen dritten Abschnitt auf, welcher an einer Stelle angeordnet ist, die dem Teil 150 außerhalb eines Elements entspricht. Der dritte Abschnitt und der erste Abschnitt des Trägersubstrats 102 sind verbunden und integriert. Die Halbleitervorrichtung, die den vorhergehenden Aufbau aufweist, kann ähnliche Vorteile wie die des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufweisen. Weiterhin ist es möglich, die Festigkeit eines äußeren Rahmens der Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • Ausgestaltungen der ersten bis fünften Ausführungsbeispiele
  • Die ersten bis fünften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung geben das beispielhafte Element des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, des Teils HV für eine Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteils LS wieder. Alternativ kann jeder Abschnitt LV, HV, LS ein anderes Element anstatt den oder zusätzlich zu den zuvor beschriebenen beispielhaften Elementen beinhalten.
  • In den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung besteht das Isolationsteil 130, das zwischen den Teilen des Trägersubstrats 102 angeordnet ist, aus Harz. Alternativ kann das Isolationsteil 130 ein Isolationsfilm, wie zum Beispiel ein Oxidfilm und der Gleichen, sein. Alternativ kann das Isolationsteil 130 Luft, Vakuum oder der Gleichen sein. Wenn das Isolationsteil 130 Luft oder Vakuum ist, kann, obgleich ein derartiges Isolationsteil 130 keinen festen Körper aufweist, die Luft oder das Vakuum als das Isolationsteil 130 wirken. Wenn das Isolationsteil 130 Vakuum ist, ist ein Verkapseln erforderlich. Zum Beispiel ist ein Gehäuse zum Unterbringen des Halbleiters erforderlich, um Vakuum aufrecht zu erhalten. Anders ausgedrückt ist es erforderlich, einen Aufbau zum Verwenden von Vakuum als das Isolationsteil 130 vorzusehen.
  • In den dritten bis fünften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist der dritte Abschnitt des Trägersubstrats 102 eine allgemeine U-Form auf. Jedoch ist die Form des dritten Abschnitts des Trägersubstrats 102 nicht auf das vorhergehende Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann der dritte Abschnitt des Trägersubstrats 102 an einer Stelle angeordnet sein, die einer Gesamtheit des Teils 150 außerhalb eines Elements entspricht und kann eine allgemeine Ringform aufweisen. Alternativ kann der dritte Abschnitt lediglich zwei Seitenteile aufweisen, die sich jeweils entlang einer Richtung ausdehnen, in welcher die Teile HV, LV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential angeordnet sind. Alternativ kann der dritte Abschnitt eine Seite aufweisen, die sich entlang einer Richtung ausdehnt, in welcher die Teile HV, LV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential angeordnet sind, und weiterhin ein anderes Seitenteil aufweisen, welches den Teilen HV, LV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes oder ein niedriges Potential gegenüber liegt, so dass der dritte Abschnitt eine allgemeine L-Form aufweist.
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weisen das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und der erste Abschnitt des Trägersubstrats 102 ein im Wesentlichen gleiches Potential auf und weisen das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und der zweite Abschnitt des Trägersubstrats 102 ein im Wesentlichen gleiches Potential auf. Alternativ können lediglich das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und der zweite Abschnitt des Trägersubstrats 102 ein im Wesentlichen gleiches Potential aufweisen. In dem vorhergehenden Fall kann die Halbleitervorrichtung die zuvor beschriebenen Vorteile aufweisen.
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbindet der Draht 142 elektrisch das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und den zweiten Abschnitt des Trägersubstrats 102 und verbindet der Draht 145 elektrisch das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und den ersten Abschnitt des Trägersubstrats 102. Alternativ kann ein anderer Aufbau oder ein anderes Element zum Vorsehen von derartigen elektrischen Verbindungen verwendet werden. Zum Beispiel kann, wie es in 26 gezeigt ist, eine Durchdringungselektrode 162 das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und den zweiten Abschnitt des Trägersubstrats 102 elektrisch verbinden. Ebenso kann eine andere Durchdringungselektrode 160 das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und den ersten Abschnitt des Trägersubstrats 102 elektrisch verbinden. Wie es in 26 gezeigt ist, können die Durchdringungselektroden 160, 162 in Gräben 161, 163 angeordnet sein. Genauer gesagt können, wie es in 26 gezeigt ist, die Gräben 161, 163 und die Durchdringungselektroden 160, 162 die SOI-Schicht 101 und den eingebetteten Oxidfilm 103 durchdringen. Alternativ können, wie es in 27 gezeigt ist, unter Verwendung eines Substrats 104, das eine teilweise SOI-Struktur aufweist, die Teile LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential elektrisch mit dem Trägersubstrat 102 verbunden sein. In der teilweisen SOI-Struktur weist der eingebettete Oxidfilm 103 ein Abschnitt auf, der nicht aus einem Isolationsmaterial, sondern aus zum Beispiel Silizium besteht. Wie es in 27 gezeigt ist, kann ein erstes Siliziumteil 170 des eingebetteten Oxidfilms 103 zwischen dem teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und dem ersten Abschnitt des Trägersubstrats 102 angeordnet sein, so dass das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung elektrisch mit dem ersten Abschnitt des Trägersubstrats 102 verbunden ist. Ein zweites Siliziumteil 172 kann zwischen dem teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und dem zweiten Abschnitt des Trägersubstrats 102 verbunden sein, so dass das teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential elektrisch mit dem zweiten Abschnitt des Trägersubstrats 102 verbunden ist. Dem gemäß können die ersten und zweiten Siliziumteile 170, 172 in der teilweisen SOI-Struktur als eine Durchdringungselektrode wirken.
  • In einer Halbleitervorrichtungen gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung könne unter Verwendung der Drähte 142, 145 die Durchdringungselektroden 160, 162, die Siliziumteile 170, 172 in der teilweisen SOI-Struktur oder der Gleichen, die Teile LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential jeweils elektrisch mit den ersten und zweiten Abschnitten des Trägersubstrats 102 verbunden sein. Alternativ kann das Teil HV der Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential durch die Verdrahtungen 142, die Durchdringungselektroden 162, das Siliziumteil 172 in der teilweisen SOi-Struktur oder der Gleichen elektrisch mit dem zweiten Abschnitt des Trägersubstrats 102 verbunden sein, während das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential nicht mit dem ersten Abschnitt des Trägersubstrats 102 verbunden sein kann.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • Ein Aufbau einer Halbleitervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 16 und 17 beschrieben. 16 zeigt eine Querschnittsdarstellung, die entlang einer Linie XVI-XVI in 17 genommen ist und eine Halbleitervorrichtung, das heißt ein HVIC, gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 17 zeigt eine Darstellung eines Layouts, die von einer oberen Oberflächenseite der Halbleitervorrichtung betrachtet wird, die in 16 dargestellt ist. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass eine Oberseite der 16 eine vordere Oberflächenseite einer Halbleitervorrichtung ist, und wird angenommen, dass eine Unterseite von 16 eine hintere Oberfläche der Halbleitervorrichtung ist.
  • Wie es in 16 gezeigt ist, beinhaltet die Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Halbleiterschicht 201, ein Isolationssubstrat 202, einen Leiterrahmen 203 und einen Kontaktierungsdraht 204. Die Halbleiterschicht 201 besteht aus zum Beispiel Silizium, das einen Leitfähigkeitstyp N aufweist. Die Halbleiterschicht 201 ist durch das Isolationssubstrat 202 mit dem Leiterrahmen 203 verbunden. Ein vorbestimmter Abschnitt der Halbleiterschicht 201 ist durch den Kontaktierungsdraht 203 elektrisch mit dem Leiterrahmen 203 verbunden. Das Isolationssubstrat 202 kann als ein Isolationsteil 202 wirken.
  • Die Halbleiterschicht 201 ist auf der vorderen Oberflächenseite der Halbleitervorrichtung angeordnet. Die Halbleiterschicht 201 ist durch Schleifen eines Siliziumsubstrats auf eine vorbestimmte Dicke ausgebildet. In der Halbleiterschicht 201 trennen mehrere Grabenisolationsteile 205 Elemente voneinander. Jedes Grabenisolationsteil 205 beinhaltet einen Graben 206 und einen Isolationsfilm 207, der in dem Graben 206 angeordnet ist. Der Graben 206 dehnt sich von der vorderen Oberfläche der Halbleiterschicht 201 zu dem Isolationssubstrat 202 aus. Die mehreren Grabenisolationsteile 205 weisen eine im Wesentlichen gleiche Breite auf.
  • Die mehreren Grabenisolationsteile 205 sind in einem Muster mit mehreren Ringen angeordnet. Ein Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, welches einem Bereich entspricht, der auf einer linken Seite von 16 dargestellt ist, ist in einem Bereich zwischen einem äußersten Grabenisolationsteil 205 und einem Grabenisolationsteil 205 neben dem äußersten Grabenisolationsteil 205. Ein Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential, welches einem Bereich entspricht, der auf einer rechten Seite von 16A dargestellt ist, ist in einem Bereich, der von einem innersten Grabenisolationsteil 205 umgeben ist. Ein Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS ist in einem Bereich zwischen den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential.
  • Das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential der Halbleiterschicht 201 beinhaltet eine Signalverarbeitungsschaltung, welche zum Beispiel eine Logikschaltung ist, und wird von einem niedrigen Potential angesteuert. Die Signalverarbeitungsschaltung arbeitet an einem Referenzpotential, das heißt an einem ersten Potential, von 0 V. Das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential ist durch die Grabenisolationsteile 205 von anderen Teilen der Halbleitervorrichtung getrennt. Das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential beinhaltet verschiedene Elemente, zum Beispiel einen CMOS 210, als Elemente der Signalverarbeitungsschaltung. Genauer gesagt trennt eine Isolationsschicht 211 für eine Elementtrennung in der Halbleiterschicht 201 Elemente voneinander. Die Isolationsschicht 211 kann eine flache Grabenisolation bzw. STI, eine Schicht einer lokalen Oxidation von Silizium bzw. LOCOS-Schicht oder der Gleichen sein. Jeder getrennte Bereich ist zum Beispiel eine Senkenschicht 212a des N-Typs oder eine Senkenschicht 212b des P-Typs. Ein Sourcebereich 213a des P+-Typs und ein Drainbereich 214a des P+-Typs sind in der Senkenschicht 212a des N-Typs angeordnet. Ein Sourcebereich 213b des N+-Typs und ein Drainbereich 214b des N+-Typs sind in der Senkenschicht 212b des P-Typs angeordnet. Durch einen Gateisolationsfilm 215a ist eine Gateelektrode 216a über einer Oberfläche der Senkenschicht 212a des N-Typs angeordnet, wobei die Oberfläche davon zwischen dem Sourcebereich 213a des P+-Typs und dem Drainbereich 214a des P+-Typs angeordnet ist. Durch einen Gateisolationsfilm 215b ist eine Gateelektrode 216b über einer Oberfläche der Senkenschicht 212b des P-Typs angeordnet, wobei eine Oberfläche davon zwischen den Sourcebereich 213b des N+-Typs und einem Drainbereich 214b des N+-Typs angeordnet ist. Daher wird ein CMOS 210 vorgesehen, der eine Kombination eines N-Kanal-MOSFET und eines P-Kanal-MOSFET aufweist.
  • Das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential der Halbleiterschicht 201 beinhaltet Leitungselemente (nicht gezeigt) und einen Zwischenschicht-Isolationsfilm (nicht gezeigt) auf einer vorderen Oberflächenseite der Halbleiterschicht 201. Die Leitungselemente sind elektrisch mit Elementen des CMOS 210 verbunden, der jede Gateelektrode 216a, 216b, jeden Sourcebereich 213a, 213b und jeden Drainbereich 214a, 214b beinhaltet. Das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential kann weiterhin einen Bipolartransistor, einen Diffusionswiderstand, einen Speicher oder der Gleichen (nicht gezeigt) beinhalten.
  • Das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential der Halbleiterschicht 201 beinhaltet eine Signalverarbeitungsschaltung, welche zum Beispiel eine Logikschaltung ist und von einem hohen Potential angesteuert wird. Die Signalverarbeitungsschaltung arbeitet an einem Referenzpotential von zum Beispiel 1200 V, welches größer als das des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential ist. Das Referenzpotential des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential wird ebenso als ein zweites Potential bezeichnet. Das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential ist durch die Grabenisolationsteile 205 von anderen Teilen der Halbleitervorrichtung getrennt. Das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential beinhaltet einen CMOS 210, dessen Aufbau im Wesentlichen identisch zu dem in dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential ist. Das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential kann weiterhin einen Bipolartransistor, einen Diffusionswiderstand, einen Speicher oder der Gleichen (nicht gezeigt) beinhalten.
  • Das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS beinhaltet einen LDMOS als ein Potentialverschiebungselement 220 (LDMOS: lateral diffundierter Metall-Oxid-Halbleiter), das eine hohe Durchbruchspannung aufweist. In einem Oberflächenabschnitt der Halbleiterschicht 201 beinhaltet der LDMOS 220 einen Drainbereich 221 des N-Typs, einen Kanalbereich 22 des P-Typs und einen Sourcebereich 223 des N+-Typs. Eine Kontaktschicht 224 des N+-Typs ist in einem Oberflächenabschnitt des Drainbereichs 221 des N-Typs ausgebildet. Eine Kontaktschicht 225 des P+-Typs ist in einem Oberflächenabschnitt des Kanalbereichs 222 des P-Typs ausgebildet. Der Drainbereich 221 des N-Typs und der Kanalbereich 222 des P-Typs sind durch einen LOCOS-Oxidationsfilm 226 voneinander getrennt. Eine Gateelektrode 228 ist durch einen Gateisolationsfilm 227 über dem Kanalbereich 222 des P-Typs angeordnet. Der LDMOS 220, der eine hohe Durchbruchspannung aufweist, ist mit dem vorhergehenden Aufbau vorgesehen.
  • Ein Leitungselement (nicht gezeigt) und ein Zwischenschicht-Isolationsfilm (nicht gezeigt) sind auf der vorderen Oberflächenseite der Halbleiterschicht 201 ausgebildet. Das Leitungselement ist elektrisch mit der Gateelektrode 228, dem Sourcebereich 223 des N+-Typs und der Kontaktschicht 225 des P+-Typs oder der Kontaktschicht 224 des N+-Typs verbunden.
  • Mehrere Zellen, von denen jede den LDMOS 220 aufweist, der den vorhergehenden Aufbau und eine hohe Durchbruchspannung aufweist, sind zwischen den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential ausgebildet. Die mehreren Zellen sind durch Grabenisolationsteile 202 voneinander getrennt.
  • Das Isolationssubstrat 202 besteht aus einem Isolationsmaterial, wie zum Beispiel Glas, Harz oder der Gleichen. Das Isolationssubstrat 202 wirkt als ein Isolationsteil. Eine Dicke des Isolationssubstrats 202 kann beliebig sein. Jedoch ist es, wie es nachstehend beschrieben wird, da ein Potential vorgespannt wird, wenn die Halbleitervorrichtung arbeitet, bevorzugt, dass das Isolationssubstrat 202 so dünn wie möglich ausgebildet ist, während das Isolationssubstrat 202 eine ausreichende Dicke aufweist, um eine Isolation zwischen der Halbleiterschicht 201 und dem Leiterrahmen 230 sicher zu stellen. Die Vorspannung eines Potentials ändert sich abhängig von einem Material des Isolationssubstrats 202, genauer gesagt abhängig von einer Dielektrizitätskonstante des Isolationssubstrats 202. Eine bevorzugte Dicke des Isolationssubstrats 202 kann gemäß einem Material des Isolationssubstrats 202 bestimmt werden.
  • Der Leiterrahmen 203 kann als ein leitfähiges Teil wirken. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Leiterrahmen zum Anlegen der Referenzspannung des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und zum Anlegen der Referenzspannung des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verwendet.
  • Wie es in 16 und 17 gezeigt ist, ist der Leiterrahmen 203 unter den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential angeordnet, um den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges bzw. ein hohes Potential gegenüber zu liegen. Wie es in 16 gezeigt ist, weist der Leiterrahmen 203 einen ersten Leiterrahmen 203a als ein erstes leitfähiges Teil 203a auf, welches dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential entspricht. Der Leiterrahmen 203 weist weiterhin einen zweiten Leiterrahmen 203b als ein zweites leitfähiges Teil auf, welches dem teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential entspricht. Der erste Leiterrahmen 203a dehnt sich einen Abstand L1 nach innerhalb des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteils LV von dem Grabenisolationsteil 205 aus, das das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS voneinander trennt. Der zweite Leiterrahmen 203b dehnt sich einen Abstand L2 nach innerhalb des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteils LS von dem Grabenisolationsteil 205 aus, das das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS voneinander trennt.
  • Die Abstände L1 und L2 sind unter Berücksichtigung der Positionsverschiebung entworfen, die beim Herstellen der Halbleitervorrichtung stattfinden kann. Der Abstand L1 ist grundlegend gleich dem Abstand L2 entworfen. Genauer gesagt können bei dem Herstellen, nachdem jedes Element in der Halbleiterschicht 201 ausgebildet worden ist, das Isolationssubstrat 202 und der Leiterrahmen 203 positioniert und angebracht werden. In dem vorhergehenden Verfahren kann die Positionsverschiebung stattfinden. Auf der Grundlage eines Schätzens einer möglichen maximalen Positionsverschiebung wird jeder Abstand L1, L2 auf den möglichen Maximalwert festgelegt. Wenn die Positionsverschiebung beim Herstellen der Halbleitervorrichtung stattfindet, können die ersten und zweiten Leiterrahmen 203a, 203b in einer gleichen Richtung verschoben werden. In dem vorhergehenden Fall kann, obgleich der Abstand L1 nicht gleich dem Abstand L2 werden kann, da die Abstände L1 und L2 unter Berücksichtigung der möglichen maximalen Positionsverschiebung entworfen sind, ein Ende des ersten Leiterrahmens 203a auf der Seite des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential nicht außerhalb des Grabenisolationsteils 205 positioniert werden, das das Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS trennt. Weiterhin kann ein Ende des zweiten Leiterrahmens 203b auf einer Seite des Teils der Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential nicht außerhalb des Grabenisolationsteils 205 positioniert werden, das das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS voneinander trennt.
  • Der erste Leiterrahmen 203a ist elektrisch mit einer Leitung (nicht gezeigt) verbunden, an welche durch den Kontaktierungsdraht 204 ein Referenzpotential für das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential angelegt wird. Der zweite Leiterrahmen 203b ist elektrisch mit einer Leitung (nicht gezeigt) verbunden, an welche durch den Kontaktierungsdraht 204 ein Referenzpotential für das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential angelegt wird.
  • In der vorhergehenden Halbleitervorrichtung ist der erste Leiterrahmen 203a entsprechend dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential angeordnet und ist der zweite Leiterrahmen 203b entsprechend dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential angeordnet. Daher wird ein Abschnitt des Isolationssubstrats 202 unter dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential zwischen zwei Elementen beidseitig umfasst, die ein gleiches Potential aufweisen, wobei die zwei Elemente das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und der erste Leiterrahmen 203a sind. Ein anderer Abschnitt des Isolationssubstrats 202 unter dem teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential wird zwischen zwei Elementen beidseitig umfasst, die ein gleiches Potential aufweisen, wobei die zwei Elemente das teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und der zweite Leiterrahmen 203b sind.
  • Es ist daher möglich, im Wesentlichen eine Potentialdifferenz zwischen zwei Enden eines parasitären Kondensators in der Halbleitervorrichtung zu beseitigen. Es ist möglich, die parasitäre Kapazität auszulöschen. Es ist deshalb möglich, ein Erzeugen des Verschiebungsstroms einzuschränken, der durch den dv/dt-Stoß verursacht wird und der die parasitäre Kapazität lädt und entlädt. Es ist möglich, ein Schaltungsfehlverhalten einzuschränken.
  • Wenn die Halbleitervorrichtung den vorhergehenden Aufbau aufweist, entsteht eine Potentialdifferenz zwischen den Teilen HV, LV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential, um dadurch ein elektrisches Feld in einem Abschnitt des Isolationssubstrats 202 zwischen den Teilen HV, LV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential zu erzeugen. 18 zeigt eine schematische Darstellung einer Äquipotentiallinienverteilung in dem Isolationssubstrat 202 der Halbleitervorrichtung. Wie es in 18 gezeigt ist, sind alle der Äquipotentiallinien in dem Isolationssubstrat 202 nicht parallel zwischen den Teilen HV, LV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential angeordnet. Die Potentiale sind näher an dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential oder dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential in dem Isolationssubstrat 203 vorgespannt. Die vorhergehende Potentialvorspannung kann eine parasitäre Kapazität zwischen dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und dem Abschnitt, der das vorgespannte Potential aufweist, und ebenso zwischen dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und einem anderen Abschnitt ausbilden, der das vorgespannte Potential aufweist, was einen Verschiebungsstrom erzeugen kann.
  • Die Vorspannung des Potentials hängt von der Dicke und Dielektrizitätskonstante des Isolationssubstrats 202 ab. Genauer gesagt wird die Vorspannung des Potentials größer, wenn das Isolationssubstrat 202 eine größere Dicke und eine größere Dielektrizitätskonstante aufweist. Da ein Material des Isolationssubstrats 202 eindeutig die Dielektrizitätskonstante des Isolationssubstrats 202 bestimmt, bestimmt eine Materialauswahl des Isolationssubstrats die Dielektrizitätskonstante des Isolationssubstrats 202. Die Dicke des Isolationssubstrats 202 ist jedoch ein Parameter, der zweckmäßig gemäß einem Entwurf geändert werden kann. Deshalb kann das Isolationssubstrat 202, das eine kleine Dicke aufweist, bezüglich eines wirksamen Unterdrückens des Verschiebungsstroms bevorzugt sein.
  • Siebtes Ausführungsbeispiel
  • Ein Unterschied zwischen einer Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels und der des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Aufbau zum Vorsehen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedrige Potential und dem ersten Leiterrahmen 203a und eine elektrische Verbindung zwischen dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und dem zweiten Leiterrahmen 203b.
  • 19 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung, das heißt des HVIC, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie es in 19 gezeigt ist, sind Durchdringungselektroden 230 in dem Isolationssubstrat 202 angeordnet und unter den Teilen einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes und ein niedriges Potential angeordnet. Genauer gesagt ist ein Graben 231 in dem Isolationssubstrat 202 ausgebildet, um sich von der Halbleiterschicht 201 zu dem Leiterrahmen 203 auszudehnen. Der Graben 231 ist mit der Durchdringungselektrode 230 gefüllt, die aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel Aluminium, besteht.
  • Durch die Durchdringungselektrode 230 ist der erste Leiterrahmen 203a elektrisch mit einem Abschnitt des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden, wobei dies der Abschnitt ist, an welchem das Referenzpotential angelegt wird. Weiterhin ist durch eine andere Durchdringungselektrode 230 der zweite Leiterrahmen 203b elektrisch mit einem Abschnitt des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbunden, wobei dies der Abschnitt ist, an welchem das Referenzpotential angelegt wird. Vorzüge der Halbleitervorrichtung, die den vorhergehenden Aufbau aufweist, sind im Wesentlichen identisch zu denjenigen der Halbleitervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Achtes Ausführungsbeispiel
  • Eine Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet ein Substrat, das ein leitfähiges Muster aufweist, an Stelle des Leiterrahmens 203 der Halbleitervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 20 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung, das heißt des HVIC, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie es in 20 gezeigt ist, wird das Substrat 241, das das leitfähige Muster 240 aufweist, an Stelle des Leiterrahmens 203 verwendet und ist auf einer hinteren Oberflächenseite des Isolationssubstrats 202 angeordnet. Das leitfähige Muster 240 kann als ein leitfähiges Teil wirken. Das leitfähige Muster 240 wird zum Anlegen des Referenzpotentials des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und zum Anlegen des Referenzpotentials des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verwendet.
  • Wie es in 20 gezeigt ist, beinhaltet das leitfähige Muster 240 ein erstes leitfähiges Muster 240a als ein erstes leitfähiges Teil und ein zweites leitfähiges Muster 240b als ein zweites leitfähiges Teil. Das erste leitfähige Muster 240a ist unter einem Abschnitt des Isolationssubstrats 202 angeordnet, der dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential entspricht. Ein zweites leitfähiges Muster 240b ist unter einem anderen Abschnitt des Isolationssubstrats 202 angeordnet, der dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential entspricht. Das erste leitfähige Muster 240a, das dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential entspricht, ist dazu ausgelegt, sich einen Abstand L1 nach innerhalb des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteils LS von dem Graben des Isolationsteils 205 auszudehnen, der das teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und den Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS trennt. Das zweite leitfähige Muster 240b, das dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential entspricht, ist dazu ausgelegt, sich einen Abstand L2 nach innerhalb des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteils LS von dem Grabenisolationsteil 205 auszudehnen, das das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS trennt.
  • Gründe und Vorzüge zum Vorsehen der Abstände L1, L2 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen identisch zu denjenigen des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Auch dann, wenn eine Positionsverschiebung beim Verbinden des leitfähigen Musters 240 und des Substrats 241 stattfindet, wird verhindert, dass ein Ende des ersten leitfähigen Musters 240a auf einer Seite des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteils LS außerhalb des Grabenisolationsteils 205 angeordnet wird, der das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS trennt. Weiterhin wird verhindert, dass ein Ende des zweiten leitfähigen Musters 240b auf einer Seite des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteils LS außerhalb des Grabenisolationsteils 205 angeordnet wird, das das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS trennt.
  • Ein Lothöcker 242 ist auf einer hinteren Oberfläche des Isolationssubstrats 202 angeordnet, um mit der Durchdringungselektrode 230 verbunden zu sein. Durch den Lothöcker 242 ist das erste leitfähige Muster 240a mit einem Abschnitt des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden, wobei dies der Abschnitt ist, an welchem das Referenzpotential angelegt wird. Durch einen anderen Lothöcker 242 ist das zweite leitfähige Muster 240b ebenso elektrisch mit einem Abschnitt des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbunden, wobei dies der Abschnitt ist, an welchen das Referenzpotential angelegt wird.
  • Vorzüge eines Verwendens des leitfähigen Musters 240 an Stelle des Leiterrahmens 203 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen identisch zu denjenigen in dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In der vorhergehenden Beschreibung ist eine Erläuterung bezüglich eines Falls gegeben worden, in dem ein Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels an der Halbleitervorrichtung des siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung angewendet wird, in welchem die Durchdringungselektrode 230 die elektrische Verbindung vorsieht. Alternativ kann der Aufbau gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an der Halbleitervorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet werden, in welchem der Kontaktierungsdraht 204 die elektrische Verbindung vorsieht. Genauer gesagt kann durch den Kontaktierungsdraht 204 das erste leitfähige Muster 240a elektrisch mit einer Leitung verbunden sein, an welche die Referenzspannung in dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential angelegt wird. Ebenso kann durch den Kontaktierungsdraht 204 das zweite leitfähige Muster 240b elektrisch mit einer Leitung verbunden sein, an welche das Referenzpotential in dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential angelegt wird.
  • Neuntes Ausführungsbeispiel
  • Eine Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet einen Isolationsfilm als ein Isolationsteil an Stelle des Isolationssubstrats 202 der Halbleitervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 21 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung, das heißt des HVIC, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie es in 21 gezeigt ist, verwendet die Halbleitervorrichtung einen Isolationsfilm 250 an Stelle des Isolationssubstrats 202. Der Isolationsfilm 250 kann als ein Isolationsteil wirken. Der Isolationsfilm 250 ist durch zum Beispiel eine eingebettete Oxidschicht in einem SOI-Substrat vorgesehen, welches weiterhin eine SOI-Schicht aufweist, die die Halbleiterschicht 201 und ein Trägersubstrat vorsieht. Die SOI-Schicht ist durch die eingebettete Oxidschicht an dem Trägersubstrat befestigt. Das Trägersubstrat wird vor einem Anbringen des Leiterrahmens 203 geschliffen und beseitigt. Auf die vorhergehenden Weisen kann die Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels den vorhergehenden Aufbau aufweisen.
  • Die Halbleitervorrichtung, die den Isolationsfilm 250 an Stelle des Isolationssubstrats 202 verwendet, weist Vorteile auf, die im Wesentlichen identisch zu denjenigen der Halbleitervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sind. Wie es zuvor beschrieben worden ist, kann, da die Dicke des Isolationssubstrats 202 kleiner ist, der Verschiebungsstrom, der durch die Vorspannung des Potentials verursacht wird, wirksamer unterdrückt werden. Daher unterdrückt die Verwendung des Isolationsfilms 250 wirksamer den Verschiebungsstrom. Es ist möglich, ein Schaltungsfehlverhalten wirksamer einzuschränken.
  • Zehntes Ausführungsbeispiel
  • Eine Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels beinhaltet ein Substrat 241, das ein leitfähiges Muster 240 ähnlich der Halbleitervorrichtung des achten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufweist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Gießharzteil als ein Isolationsteil an Stelle des Isolationssubstrats 202 verwendet.
  • 22 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung, das heißt des HVIC, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Ähnlich dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Elemente (nicht gezeigt) in der Halbleiterschicht 201 ausgebildet, um Elemente an den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential und des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteils LS vorzusehen. Die Halbleiterschicht ist mit einem Gießharzteil 260 verkapselt, das als ein Isolationsteil wirkt. Durch einen Kontaktierungsdraht 262 ist ein Ende eines Leiterrahmens 261 in dem Gießharzteil 260 elektrisch mit einer Leitung verbunden, an welche das Referenzpotential des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential angelegt wird. Durch einen anderen Kontaktierungsdraht 262 ist ein anderes Ende des Leiterrahmens 261 in dem Gießharzteil 260 elektrisch mit einer Leitung verbunden, an welche das Referenzpotential des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential angelegt wird.
  • Ein Substrat 241, das ein leitfähiges Muster 240 aufweist, ist auf dem Gießharzteil 260 angeordnet. Ein Teil des Gießharzteils 260 ist zwischen dem Substrat 241 und der Halbleiterschicht 201 angeordnet. Ein Abschnitt des Leiterrahmens 261, der Abschnitt, der außerhalb des Gießharzteils 260 hervorsteht, ist gebogen und mit dem leitfähigen Muster 240 verbunden. Daher ist das erste leitfähige Muster 240a durch den Leiterrahmen 261 elektrisch mit der Leitung verbunden, an welche das Referenzpotential in dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential angelegt wird. Ebenso ist das zweite leitfähige Muster 240b durch den Leiterrahmen 261 elektrisch mit der Leitung verbunden, an welche das Referenzpotential in dem teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential angelegt wird.
  • Auf die vorhergehenden Weisen kann das Gießharzteil 260 als ein Isolationsteil wirken. Deshalb sind, wenn das leitfähige Muster 240 bezüglich des Teils des Gießharzteils 260 gegenüber der Halbleiterschicht 201 angeordnet ist, Vorteile der Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Wesentlichen identisch zu denjenigen der Halbleitervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Alternativ kann die Halbleitervorrichtung derart sein, dass das Substrat 241 eine Montageplatte ist, welche zum Beispiel eine gedruckte Leiterplatte ist, die ein Verdrahtungsmuster, das als die ersten und zweiten leitfähigen Teile 240a, 240b wirkt, auf einer Oberfläche der Platte aufweist.
  • Elftes Ausführungsbeispiel
  • Eine Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet ein keramisches Gehäuse als ein Isolationsteil an Stelle des Gießharzteils 260 der Halbleitervorrichtung des zehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 23 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung, das heißt des HVIC, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie es in 23 gezeigt ist, wird ein keramisches Gehäuse 270 an Stelle des Gießharzteils 260 verwendet. Das keramische Gehäuse 270 kann als ein Isolationsteil wirken und einen konkaven Abschnitt 270a auf einer Oberfläche davon aufweisen. Die Halbleiterschicht 201 ist in dem konkaven Abschnitt 270a angebracht. Ein Ende eines Leiterrahmens 261 liegt nach innerhalb des konkaven Abschnitts 270 frei. Ein vorbestimmter Abschnitt der Halbleiterschicht 201 ist durch einen Kontaktierungsdraht 262 elektrisch mit dem einen Ende des Leiterrahmens 261 verbunden.
  • Wenn das keramische Gehäuse 270 als ein Isolationsteil verwendet wird, kann die Halbleiterschicht 201 bezüglich des keramischen Gehäuses 270 dem leitfähigen Muster 240 gegenüber liegend angeordnet sein. Vorteile der Halbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind im Wesentlichen identisch zu denjenigen der Halbleitervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Ausgestaltungen der sechsten bis elften Ausführungsbeispiele
  • In den sechsten bis neunten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist ein beispielhaftes Element für das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS dargestellt worden. Alternativ kann jedes der Teile LV, HV, LS ein Element anstatt dem oder zusätzlich zu dem kurz zuvor beschriebenen beispielhaften Element beinhalten. Weiterhin kann die Halbleitervorrichtung alternativ unterschiedliche Aufbauten des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und des Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteils LS aufweisen.
  • In den sechsten bis achten, zehnten und elften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist die Halbleiterschicht 201 nicht unter Verwendung eines SOI-Substrats, sondern unter Verwendung eines Bulk-Substrats oder eines epitaktischen Substrats vorgesehen, das durch epitaktisches Wachstum einer Siliziumschicht auf ein Bulk-Substrat ausgebildet sein kann. Alternativ kann in den sechsten bis achten, zehnten und elften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Halbleiterschicht 201 unter Verwendung des SOI-Substrats vorgesehen sein. In dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Halbleiterschicht 201 unter Verwendung des SOI-Substrats vorgesehen. Alternativ kann in dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Halbleiterschicht 201 unter Verwendung des Bulk-Substrats oder des epitaktischen Substrats vorgesehen sein und kann weiterhin der Isolationsfilm 250 auf einer hinteren Oberfläche der Halbleiterschicht 201 ausgebildet sein, die unter Verwendung des Bulk-Substrats oder des epitaktischen Substrats vorgesehen ist.
  • In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das Isolationsteil, welches das Isolationssubstrat 202, der Isolationsfilm 250 oder der Gleichen ist, auf der gesamten hinteren Oberfläche der Halbleiterschicht 201 angeordnet. Alternativ kann das Isolationsteil auf Teilen der hinteren Oberfläche der Halbleiterschicht 201 angeordnet sein, die den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential entsprechen.
  • In dem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wirkt das Gießzteil 260 als ein Isolationsteil und ist ein Teil des Gießteils 260 über der Halbleiterschicht 201 angeordnet. In der vorhergehenden Struktur gibt es eine Möglichkeit, dass das Gießharzteil 260 als ein parasitärer Kondensator wirkt. Es kann bevorzugt sein, dass ein leitfähiges Teil 280 über dem Gießharzteil 260 angeordnet ist, wie es in 24 gezeigt ist.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine elektrische Halbleitervorrichtung geschaffen. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet ein SOI-Substrat 104, das eine aktive Schicht 101, einen eingebetteten Isolationsfilm 103 und ein Trägersubstrat 102 aufweist. Die aktive Schicht 101 und das Trägersubstrat 102 sind durch den eingebetteten Isolationsfilm 103 verbunden. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, das in der aktiven Schicht 101 angeordnet ist und an einem ersten Referenzpotential betreibbar ist. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential, das in der aktiven Schicht 101 angeordnet ist und an einem zweiten Referenzpotential betreibbar ist, welches größer oder gleich dem ersten Referenzpotential ist. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS, das in der aktiven Schicht 101 angeordnet ist und ein Potentialverschiebungselement 120 zum Vorsehen einer Potentialverschiebung zwischen dem ersten Referenzpotential und dem zweiten Referenzpotential aufweist. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein Isolationsteil 130, das einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt des Trägersubstrats 102 voneinander isoliert. Eine Stelle des ersten Abschnitts entspricht dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und eine Stelle des zweiten Abschnitts entspricht dem teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential.
  • Gemäß dem vorhergehenden Aufbau isoliert das Isolationsteil 130 die ersten und zweiten Abschnitte des Trägersubstrats 102. Der erste Abschnitt ist an einer Stelle angeordnet, die dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential entspricht. Der zweite Abschnitt ist an einer Stelle angeordnet, die dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential entspricht. Dem gemäß ist es möglich, eine Potentialausbreitung zwischen einem Abschnitt unter dem teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und einem anderen Abschnitt unter dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential einzuschränken. Es ist deshalb möglich, ein Erzeugen eines Verschiebungsstroms zu unterdrücken, der eine parasitäre Kapazität lädt oder entlädt. Daher wird eine ungeeignete Schaltungsfunktionsweise eingeschränkt.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass das Isolationsteil 130 aus Harz oder alternativ Luft oder Vakuum besteht. Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential einen zweiten Bereich aufweist, an den das zweite Referenzpotential angelegt wird, und der zweite Abschnitt des Trägersubstrats 102 elektrisch mit dem zweiten Bereich des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbunden ist.
  • Gemäß dem vorhergehenden Aufbau können das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und der zweite Abschnitt des Trägersubstrats 102 ein im Wesentlichen gleiches Potential aufweisen. Das heißt, beide Seiten des eingebetteten Isolationsfilms 103 können ein im Wesentlichen gleiches Potential aufweisen. Es ist möglich, wirksamer ein Erzeugen des Verschiebungsstroms einzuschränken.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential einen ersten Bereich aufweist, an den das erste Referenzpotential angelegt wird, und der erste Abschnitt des Trägersubstrats 102 elektrisch mit dem ersten Bereich des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden ist.
  • Gemäß dem vorhergehenden Aufbau können das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und der erste Abschnitt des Trägersubstrats 102 ein im Wesentlichen gleiches Potential aufweisen. Es ist möglich, ein Erzeugen des Verschiebungsstroms wirksamer einzuschränken.
  • Die Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS zwischen dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohen Potential angeordnet ist, und die aktive Schicht 101 ein Grabenisolationsteil 105 aufweist, der das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil LS umgibt. Die Halbleitervorrichtung kann weiterhin ein Teil 150 außerhalb eines Elements beinhalten, das in der aktiven Schicht 101 angeordnet ist und außerhalb des Grabenisolationsteils 105 angeordnet ist. Das Trägersubstrat 102 kann weiterhin einen dritten Abschnitt aufweisen, dessen Stelle dem Teil 150 außerhalb eines Elements entspricht.
  • Gemäß dem vorhergehenden Aufbau kann auf Grund des Vorhandenseins des dritten Abschnitts des Trägersubstrats 102 eine Festigkeit eines äußeren Rahmens für die Halbleitervorrichtung verbessert werden.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass der erste Abschnitt des Trägersubstrats 102 und der dritte Abschnitt des Trägersubstrats 102 integriert sind, wobei der erste Abschnitt an einer Stelle angeordnet ist, die dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential entspricht, und der dritte Abschnitt an einer Stelle angeordnet ist, die dem Teil 150 außerhalb eines Elements entspricht.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass der erste Abschnitt des Trägersubstrats 102 und der dritte Abschnitt des Trägersubstrats 102 elektrisch miteinander verbunden sind, wobei der erste Abschnitt an einer Stelle angeordnet ist, die dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential entspricht und der dritte Abschnitt an einer Stelle angeordnet ist, der dem Teil 150 außerhalb eines Elements entspricht. Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass das zweite Referenzpotential veränderbar ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Halbleitervorrichtung geschaffen. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet eine Halbleiterschicht 201, die eine vordere und eine hintere Oberfläche aufweist. Die Halbleiterschicht 201 beinhaltet ein Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, das an einem ersten Referenzpotential betreibbar ist, ein Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential, das an einem zweiten Referenzpotential betreibbar ist, welches größer oder gleich dem ersten Referenzpotential ist, und ein Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil SV, das ein Potentialverschiebungselement 220 zum Vorsehen einer Potentialverschiebung zwischen den ersten und zweiten Referenzpotentialen aufweist. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet weiterhin ein Isolationsteil 202, 250, 260, 270, das auf ersten und zweiten Abschnitten der hinteren Oberfläche der Halbleiterschicht 201 angeordnet ist, welche den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential entsprechen, ein erstes leitfähiges Teil 203a, 240a, das bezüglich des Isolationsteils 202, 250, 260. 270 dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential gegenüber liegend angeordnet ist und elektrisch mit einem ersten Bereich des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden ist, wobei das erste Referenzpotential an den ersten Bereich angelegt wird, und ein zweites leitfähiges Teil 203b, 240b, das bezüglich des Isolationsteils 202, 250, 260, 270 dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential gegenüber liegend angeordnet ist und elektrisch mit einem zweiten Bereich des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohen Potentials verbunden ist, wobei das zweite Referenzpotential an den zweiten Bereich angelegt wird.
  • Gemäß der vorhergehenden Halbleitervorrichtung sind das erste leitfähige Teil 203a, 240a und das zweite leitfähige Teil 203b, 240b angeordnet, um dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential zu entsprechen. Daher ist ein Abschnitt des Isolationsteils 202, 250, 260, 270, der unter dem Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential angeordnet ist, zwischen zwei Elementen angeordnet, die ein gleiches Potential aufweisen, wobei die zwei Elemente das Teil LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und das erste leitfähige Teil 203a, 240a sind. Ein anderer Abschnitt des Isolationsteils 202, der unter dem Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential angeordnet ist, ist zwischen zwei Elementen angeordnet, die ein gleiches Potential aufweisen, wobei die zwei Elemente das Teil HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und das zweite leitfähige Teil 203b, 240b sind.
  • Es ist daher möglich, im Wesentlichen eine Potentialdifferenz zwischen zwei Enden eines parasitären Kondensators zu beseitigen, der in der Halbleitervorrichtung ausgebildet ist. Es ist möglich, die parasitäre Kapazität auszulöschen. Es ist deshalb möglich, ein Erzeugen des Verschiebungsstroms einzuschränken, der durch den dv/dt-Stoß verursacht wird und der die parasitäre Kapazität lädt und entlädt. Es ist möglich, ein Schaltungsfehlverhalten zu verhindern.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann weiterhin einen Kontaktierungsdraht 204, 262 beinhalten, der einen ersten Kontaktierungsdraht und einen zweiten Kontaktierungsdraht aufweist. Der erste Kontaktierungsdraht verbindet das erste leitfähige Teil 203a, 240a elektrisch mit dem ersten Bereich des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential. Der zweite Kontaktierungsdraht verbindet das zweite leitfähige Teil 203b, 240b elektrisch mit dem zweiten Bereich des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass das Isolationsteil 202, 250, 260, 270 einen ersten Graben und eine erste Durchdringungselektrode 230 aufweist, die in den ersten Graben eingebettet ist, die erste Durchdringungselektrode 230 das erste leitfähige Teil 203a, 240a elektrisch mit dem ersten Bereich des ersten Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbindet, das Isolationsteil 202, 250, 260, 270 einen zweiten Graben und eine zweite Durchdringungselektrode 230 aufweist, die in den zweiten Graben eingebettet ist, und die zweite Durchdringungselektrode 230 das zweite leitfähige Teil 203b, 240b elektrisch mit dem zweiten Bereich des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbindet.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann weiterhin einen Leiterrahmen 203 für eine externe Verbindung mit den Teilen LV, HV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential beinhalten. Der Leiterrahmen 203 beinhaltet die ersten und zweiten leitfähigen Teile 203a, 240a, 203b, 240b.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann weiterhin ein Substrat 241 beinhalten, das bezüglich des Isolationsteils 202, 250, 260, 270 der Halbleiterschicht 201 gegenüber liegend angeordnet ist, wobei das Substrat 241 ein erstes leitfähiges Muster 240a und ein zweites leitfähiges Muster 240b aufweist. Die ersten und zweiten leitfähigen Muster 240a, 240b beinhalten die ersten bzw. zweiten leitfähigen Teile 203a, 240a, 203b, 240b.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann weiterhin ein Gießharzteil beinhalten, das die Halbleiterschicht 201 verkapselt und das Isolationsteil 202, 250, 260, 270 beinhaltet. Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann weiterhin einen ersten Leiterrahmen 261 und einen zweiten Leiterrahmen 261 beinhalten. Ein erstes Ende des ersten Leiterrahmens 261 kann in dem Gießharzteil 260 angeordnet sein und elektrisch mit dem ersten Bereich des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden sein. Ein zweites Ende des ersten Leiterrahmens 261 kann elektrisch mit dem ersten leitfähigen Muster 240a des Substrats 241 verbunden sein. Ein erstes Ende des zweiten Leiterrahmens 261 ist in dem Gießharzteil 260 angeordnet und elektrisch mit dem zweiten Bereich des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbunden. Ein zweites Ende des zweiten Leiterrahmens 261 ist elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Muster 240b des Substrats 241 verbunden.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass das Isolationsteil 202, 250, 260, 270 in einem Keramikgehäuse 270 beinhaltet ist, auf welchem die Halbleiterschicht 201 angebracht ist. Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann weiterhin einen ersten Leiterrahmen 261 und einen zweiten Leiterrahmen 261 beinhalten. Das Keramikgehäuse 270 kann einen konkaven Abschnitt aufweisen, in welchem die Halbleiterschicht 201 angebracht ist. Ein Ende des ersten Leiterrahmens 261 kann von dem konkaven Abschnitt des Keramikgehäuses 270 hervorstehen und elektrisch mit dem ersten Bereich des Teils LV einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden sein. Ein anderes Ende des ersten Leiterrahmens 261 kann von dem Keramikgehäuse 270 hervorstehen und elektrisch mit dem ersten leitfähigen Muster 240a des Substrats 241 verbunden sein. Ein Ende des ersten Leiterrahmens 261 kann in den konkaven Abschnitt des Keramikgehäuses 270 hervorstehen und elektrisch mit dem zweiten Bereich des Teils HV einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbunden sein. Ein anderes Ende des zweiten Leiterrahmens 261 kann von dem Keramikgehäuse 270 hervorstehen und elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Muster 240b des Substrats 241 verbunden sein.
  • Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass das Isolationsteil 202, 250, 260, 270 durch eines eines Isolationssubstrats 202 und eines Isolationsfilms 250 vorgesehen ist. Die vorhergehende Halbleitervorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass das zweite Referenzpotential veränderbar ist.
  • Während die vorliegende Erfindung vorhergehend unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsbeispiele von ihr beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und Aufbauten beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung ist dazu gedacht, verschiedene ausgestaltete und äquivalente Aufbauten abzudecken. Weiterhin werden, während verschiedene Kombinationen und Aufbauten, die zuvor beschrieben worden sind, als die vorliegende Erfindung realisierend erachtet werden, andere Kombinationen und Aufbauten, die mehr, weniger oder lediglich ein einziges Element aufweisen, ebenso als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung erachtet.
  • Vorhergehend ist eine erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung offenbart worden. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet ein SOI-Substrat, das eine aktive Schicht, einen eingebetteten Isolationsfilm und ein Trägersubstrat beinhaltet, ein Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, das in der aktiven Schicht angeordnet ist und an einem ersten Referenzpotential betreibbar ist, ein teil einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential, das in der aktiven Schicht angeordnet ist und an einem zweiten Referenzpotential betreibbar ist, ein Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil, das in der aktiven Schicht angeordnet ist und eine Potentialverschiebung zwischen den ersten und zweiten Referenzpotentialen vorsieht, und ein Isolationsteil, das erste und zweite Abschnitte des Trägersubstrats voneinander isoliert, wobei Stellen der ersten und zweiten Abschnitte den Teilen einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und ein hohes Potential entsprechen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2006-93229 A [0005]

Claims (21)

  1. Halbleitervorrichtung, die aufweist: ein SOI-Substrat (104), das eine aktive Schicht (101), ein Trägersubstrat (102) und einen eingebetteten Isolationsfilm (103) beinhaltet, wobei die aktive Schicht (101) und das Trägersubstrat (102) durch den eingebetteten Isolationsfilm (103) verbunden sind; ein Teil (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, das in der aktiven Schicht (101) angeordnet ist und an einem ersten Referenzpotential betreibbar ist; ein Teil einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential, das in der aktiven Schicht (101) angeordnet ist und an einem zweiten Referenzpotential betreibbar ist, welches größer oder gleich dem ersten Referenzpotential ist; ein Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil (LS), das in der aktiven Schicht (101) angeordnet ist und ein Potentialverschiebungselement (120) aufweist, das eine Potentialverschiebung zwischen dem ersten Referenzpotential und dem zweiten Referenzpotential vorsieht; und ein Isolationsteil (130), das einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt des Trägersubstrats (102) voneinander isoliert, wobei eine Stelle des ersten Abschnitts dem Teil (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential entspricht und eine Stelle des zweiten Abschnitts dem Teil (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential entspricht.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Isolationsteil (130) aus Harz besteht.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Isolationsteil (130) Luft ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Isolationsteil (130) Vakuum ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das Teil (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential einen zweiten Bereich aufweist, an den das zweite Referenzpotential angelegt wird; und der zweite Abschnitt des Trägersubstrats (102) elektrisch mit dem zweiten Bereich des Teils (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbunden ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Teil (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential einen ersten Bereich aufweist, an den das erste Bezugspotential angelegt wird; und der erste Abschnitt des Trägersubstrats (102) elektrisch mit dem ersten Bereich des Teils (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden ist.
  7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil (LS) zwischen dem Teil (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential und dem Teil (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential angeordnet ist; und die aktive Schicht (101) ein Grabenisolationsteil (105) aufweist, das das Teil (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, das Teil (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential und das Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil (LS) umgibt; die Halbleitervorrichtung weiterhin aufweist: ein Teil (150) außerhalb eines Elements, das in der aktiven Schicht (101) angeordnet ist und außerhalb des Grabenisolationsteils (105) angeordnet ist, wobei das Trägersubstrat (102) weiterhin einen dritten Abschnitt aufweist und eine Stelle des dritten Abschnitts dem Teil (150) außerhalb eines Elements entspricht.
  8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der erste Abschnitt und der dritte Abschnitt des Trägersubstrats (102) integriert sind.
  9. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei der erste Abschnitt und der dritte Abschnitt des Trägersubstrats (102) elektrisch miteinander verbunden sind.
  10. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das zweite Referenzpotential veränderbar ist.
  11. Halbleitervorrichtung, die aufweist: eine Halbleiterschicht (201), die eine vordere Oberfläche und eine hintere Oberfläche aufweist, wobei die Halbleiterschicht (201) beinhaltet: ein Teil (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential, das an einem ersten Referenzpotential betreibbar ist; ein Teil (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential, das an einem zweiten Referenzpotential betreibbar ist, welches größer oder gleich dem ersten Referenzpotential ist; und ein Potentialverschiebungselement-Ausbildungsteil (LS), das ein Potentialverschiebungselement (220) aufweist, das eine Potentialverschiebung zwischen dem ersten und zweiten Referenzpotential vorsieht; ein Isolationsteil (202, 250, 260, 270), das auf einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt der hinteren Oberfläche der Halbleiterschicht (201) angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Abschnitte den Teilen (LV, HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges und hohes Potential entsprechen; ein erstes leitfähiges Teil (203a, 240a), das bezüglich des Isolationsteils (202, 250, 260, 270) dem Teil (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential gegenüber liegend angeordnet ist und elektrisch mit einem ersten Bereich des Teils (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potentials verbunden ist, wobei das erste Referenzpotential an den ersten Bereich angelegt wird; und ein zweites leitfähiges Teil (203b, 240b), das bezüglich des Isolationsteils (202, 250, 260, 270) dem Teil (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential gegenüber liegend angeordnet ist und elektrisch mit einem zweiten Bereich des Teils (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbunden ist, wobei das zweite Referenzpotential an den zweite Bereich angelegt wird.
  12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, die weiterhin aufweist: einen Kontaktierungsdraht (204), der einen ersten Kontaktierungsdraht und einen zweiten Kontaktierungsdraht aufweist, wobei der erste Kontaktierungsdraht das erste leitfähige Teil (203a, 240a) elektrisch mit dem ersten Bereich des Teils (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbindet; und der zweite Kontaktierungsdraht das zweite leitfähige Teil (203b, 240b) elektrisch mit dem zweiten Bereich des Teils (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbindet.
  13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei: das Isolationsteil (202, 250, 260, 270) einen ersten Graben (231) und eine erste Durchdringungselektrode (230) aufweist, die in den ersten Graben (231) eingebettet ist; die erste Durchdringungselektrode (230) das erste leitfähige Teil (203a, 240a) elektrisch mit dem ersten Bereich des Teils (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbindet; das Isolationsteil (202, 250, 260, 270) weiterhin einen zweiten Graben (231) und eine zweite Durchdringungselektrode (230) aufweist, die in den zweiten Graben (231) eingebettet ist; und die zweite Durchdringungselektrode (230) das zweite leitfähige Teil (203b, 240b) elektrisch mit dem zweiten Bereich des Teils (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbindet.
  14. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, die weiterhin aufweist: einen Leiterrahmen (203), der einen ersten Leiterrahmen (203a) und einen zweiten Leiterrahmen (203b) aufweist, wobei das erste leitfähige Teil (203a, 240a) ein erster Leiterrahmen (203a) zum externen elektrischen Verbinden des Teils (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential ist; und das zweite leitfähige Teil (203b, 240b) ein zweiter Leiterrahmen (203b) zum externen elektrischen Verbinden des Teils (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential ist.
  15. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, die weiterhin aufweist: ein Substrat (241), das bezüglich des Isolationsteils (202, 250, 260, 270) der Halbleiterschicht (201) gegenüber liegend angeordnet ist und ein erstes leitfähiges Muster (240a) und ein zweites leitfähiges Muster (240b) aufweist, wobei das erste leitfähige Teil (203a, 240a) das erste leitfähige Muster (240a) ist; und das zweite leitfähige Teil (203b, 240b) das zweite leitfähige Muster (240b) ist.
  16. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Isolationsteil (202, 250, 260, 270) ein Gießharzteil (260) ist, das die Halbleiterschicht (201) verkapselt.
  17. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 16, die weiterhin aufweist: erste und zweite Leiterrahmen (261), wobei ein erstes Ende des ersten Leiterrahmens (261) in dem Gießharzteil (260) angeordnet ist und elektrisch mit dem ersten Bereich des Teils (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden ist; ein zweites Ende des ersten Leiterrahmens (261) elektrisch mit dem ersten leitfähigen Muster (240a) des Substrats (241) verbunden ist; ein erstes Ende des zweiten Leiterrahmens (261) in dem Gießharzteil (260) angeordnet ist und elektrisch mit dem zweiten Bereich des Teils (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbunden ist; und ein zweites Ende des zweiten Leiterrahmens (261) elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Muster (240b) des Substrats (241) verbunden ist.
  18. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Isolationsteil (202, 250, 260, 270) ein Keramiksubstrat (270) ist, auf welchem die Halbleiterschicht (201) angebracht ist.
  19. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 18, die weiterhin aufweist: erste und zweite Leiterrahmen (261), wobei das Keramikgehäuse (270) einen konkaven Abschnitt (270a) aufweist, in welchem die Halbleiterschicht (201) angebracht ist; ein Ende des ersten Leiterrahmens (261) von dem konkaven Abschnitt (270a) des Keramikgehäuses (270) hervorsteht und elektrisch mit dem ersten Bereich des Teils (LV) einer Referenzspannungsschaltung für ein niedriges Potential verbunden ist; ein anderes Ende des ersten Leiterrahmens (261) von dem Keramikgehäuse (270) hervorsteht und elektrisch mit dem ersten leitfähigen Muster (240a) verbunden ist; ein Ende des zweiten Leiterrahmens (261) von dem konkaven Abschnitt (270a) des Keramikgehäuses (270) hervorsteht und elektrisch mit dem zweiten Bereich des Teils (HV) einer Referenzspannungsschaltung für ein hohes Potential verbunden ist; und ein anderes Ende des zweiten Leiterrahmens (261) von dem Keramikgehäuse (270) hervorsteht und elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Muster (240b) verbunden ist.
  20. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Isolationsteil (202, 250, 260, 270) eines eines Isolationssubstrats (202) und eines Isolationsfilms (250) ist.
  21. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei das zweite Referenzpotential veränderbar ist.
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