[发明专利]一种可控自钳位SensorFET复合横向功率器件

权利要求书

1.一种可控自钳位SensorFET复合横向功率器件，包括一个功率变换器的主开关管和一个SensorFET器件；所述功率变换器的主开关管和SensorFET器件集成于同一P型衬底(11)上；

所述SensorFET器件包括：一个由第一P型层(9)、N^-漂移区(10)和P型衬底(11)构成的Double-RESURF结构，其中第一P型层(9)位于N^-漂移区(10)中；一个由金属阴电极(1)所连接的N⁺区(6)、N^-漂移区(10)和金属阳电极(3)所连接的N⁺区(6)构成的充电与电流检测通道，其中金属阴电极(1)所连接的N⁺区(6)和金属阳电极(3)所连接的N⁺区(6)分别位于第一P型层(9)两侧的N^-漂移区(10)中；一个由N型多晶硅(131)和P型多晶硅(132)交替形成的钳位二极管串，所述钳位二极管串位于第一P型层(9)和N^-漂移区(10)上方的金属控制电极(2)和金属阳电极(3)之间，钳位二极管串与第一P型层(9)和N^-漂移区(10)之间是场氧化层(14)；一个由金属控制电极(2)所连接的P⁺区(7)和P型区(8)构成的可控栅区；三个金属电极之间是起隔离作用的氧化层；

所述功率变换器的主开关管与所述SensorFET器件共用阳极，但所述功率变换器的主开关管中电流方向与所述SensorFET器件中电流方向相互垂直，即功率变换器的主开关管的横向轴线与SensorFET器件的横向轴线相互垂直。

2.根据权利要求1所述的可控自钳位SensorFET复合横向功率器件，其特征在于，所述功率变换器的主开关管是横向MOS复合类器件，包括一个由第二P型层(9)、N^-漂移区(10)和P型衬底(11)构成的Double-RESURF结构，其中第二P型层(9)位于N^-漂移区(10)中；第二P型层(9)两侧分别是与SensorFET器件共用的金属阳电极相连的阳极区和与功率变换器的主开关管自身金属阴电极(4)相连的阴极区，其中所述阳极区由一个N⁺区(6)和一个P⁺区(7)形成阳极短路结构；第二P型层(9)和N^-漂移区(10)的上方是多晶硅栅电极(5)；多晶硅栅电极(5)与第二P型层(9)和N^-漂移区(10)之间是场氧化层(14)，多晶硅栅电极(5)与共用金属阳电极(3)和功率变换器的主开关管自身金属阴电极(4)之间是起隔离作用的氧化层。

3.根据权利要求1所述的可控自钳位SensorFET复合横向功率器件，其特征在于，所述功率变换器的主开关管是常规横向MOS器件，包括一个由第二P型层(9)、N-漂移区(10)和P型衬底(11)构成的Double-RESURF结构，其中第二P型层(9)位于N^-漂移区(10)中；第二P型层(9)两侧分别是与SensorFET器件共用的金属阳电极相连的阳极区和与功率变换器的主开关管自身金属阴电极(4)相连的阴极区，其中所述阳极区由一个N⁺区(6)形成；第二P型层(9)和N^-漂移区(10)的上方是多晶硅栅电极(5)；多晶硅栅电极(5)与第二P型层(9)和N^-漂移区(10)之间是场氧化层(14)，多晶硅栅电极(5)与共用金属阳电极(3)和功率变换器的主开关管自身金属阴电极(4)之间是起隔离作用的氧化层。