[发明专利]具有多个端子的半导体器件的隔离结构

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个端子的半导体器件，尤其是具有多个源极端子和/或多个栅极的半导体器件。

背景技术

半导体场效应晶体管(FET)具体包括可用于各种功能应用的独立器件。

出于多种原因，公共衬底上可以包括多个FET。为了确保这些FET彼此间电气隔离，需要将它们进行分离，FET的分离是用隔离结构来实现的。在许多应用中都可以采用这样的结构。

结构间彼此完全隔离并不总是必要的，在所谓共漏双器件(common drain dual devices)结构中，多个晶体管使用一个公共漏极，而每个晶体管具有单独的源极和单独的栅极。一般而言，公共漏极位于导电半导体衬底中。

然而，即使在这些器件中，也需要对相邻器件加以隔离，特别而言，甚至当同其中一个器件相连接的负载形成短路配置时，也需要使用这样的隔离。例如，如果在14V的漏极和0V的源极之间使用器件，则相邻器件的源极间的器件隔离度至少需要14V。正如将意识到的那样，所需隔离量取决于具体应用。

一种此类应用是电流感应晶体管，这种晶体管具有主要晶体管部分和电流感应部分，上述部分通常共享同分离的源极相接触的栅极和漏极触点。主要输出用于驱动负载，电流感应部分用于提供负载电流指示。如果电流感应部分和主要部分类似，只是大小不同，那么电流感应输出电流应相当于主要部分输出电流的恒定的一小部分。因此，可用作输出电流的直接度量。

为了使电流感应晶体管如同预期的那样工作，电流感应电流应相当于主要电流的恒定的一小部分，所述恒定比例应尽可能少地随诸如栅极电压、源极-漏极电压等参数或任意其他晶体管的改变而发生改变。

希望(诸如由负载中的短路所引起的)主要和感应FET中的一个FET中的非期望电压条件不会在两FET中的另一个FET内产生非期望电流。

在Xiao等人的“Current sensing trench power MOSFET forautomotive applications”，APEC 2005，Twentienth annual applied powerelectronics confenrence and exposition，第766至770页中描述了一种现有方法。在这种器件中，用分级过渡层(graded transistion layer)在主要和感应FET之间提供了较厚的p+型场隔离。然而，这种外围设备的制造过于复杂。

US 2003/0141522描述了一种具有分离的源极感应功能的晶体管；在一实施例中，如同源极金属化一样，源极和感应触点间的区域内省去了N⁺源极掺杂剂。然而，虽然主要和感应晶体管中的源区间不存在直接连接，但是除此之外，主要和感应器件之间看起来不存在任何隔离。因此，US 2003/0141522的晶体管看起来无法支持其中一晶体管内的非期望电压条件。

因此，需要一种集良好的隔离度、主要和感应FET之间电流具有恒定比率以及易于制造这三个特征于一身的电路。

发明内容

根据本发明，提供了一种具有相对的第一和第二主要表面的半导体器件，包括：与所述第一主要表面相邻的第一导电类型的体区，其中，所述体区被划分为第一体区和第二体区，所述第一体区形成了第一区域中第一晶体管器件的一部分，所述第二体区形成了第二区域中第二晶体管器件的一部分；从所述体区延伸至所述第二主要表面的、导电类型与所述第一导电类型相反的第二导电类型的漏区；位于所述第一主要表面上的第二导电类型的多个源区；在所述第一体区和所述第二体区中延伸的多个栅极沟道(gate trench)，所述栅极沟道包括：多个绝缘栅，控制所述源区通过所述体区至所述漏区的传导；以及所述第一和第二体区之间的隔离区，所述隔离区是由将位于所述第一和所述第二体区之间的体区截断了的至少一个间隙形成的，所述间隙形成了所述隔离区，而没有在源区、漏区或所述第一和第二区域之间的体区中形成额外的边缘边界。

所述半导体器件提供了两晶体管器件(如主要和感应FET)间的隔离，同时还能使从主要FET流出的电流与从感应FET流出的电流之间的电流比保持恒定。发明人认识到，通过简单地将第一和第二区域间的p型体区截断，就可以实现足够的隔离。不需要诸如由Xiao等人提出的比本方案复杂得多的传统隔离结构。

更为简单的布局使制造更加容易。

第一和第二晶体管器件可以是主要和感应FET。当器件电流下降至较低水平时，该结构仍可以提供非常好的线性感应比。