[发明专利]一种非对称高压MOS器件的双端应用方法

说明书

技术领域

本发明属于混合信号集成电路技术领域，具体地，涉及一种非对称高压MOS器件的双端应用方法，主要用于解决高压模拟开关等对高压MOS器件双端耐压的需求问题。

背景技术

在数据采集、工业控制、遥测遥感及通信等领域，模拟开关发挥着越来越重要的作用。模拟开关的导通电阻、线性度、隔离度等指标是目前众多模拟开关追求的重要指标，其发展也越来越成熟。但是，模拟开关在高电源电压、高信号电压方面的发展却十分缓慢，甚至存在着瓶颈。这是因为，大多数工艺提供的高压MOS器件为非对称的高压MOS器件，非对称的高压MOS器件只能单侧承受高压，不能满足开关电路对MOS开关管双向应用的需求。结构的限制成为了高压模拟开关的瓶颈之一。尤其是在某些对可靠性要求较高的场合，对工艺的要求很高，如果选定的工艺不能提供对称结构的高压MOS器件，高压模拟开关的设计就无法完成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对高压模拟开关对对称高压MOS器件的需求，提出一种非对称高压MOS器件的双端应用方法，以解决高压模拟开关对源端、漏端同时耐高压的MOS器件的需求。这种方法实现简单，不用重新开发工艺，降低了设计成本，缩短了设计周期；同时极好地满足了设计需要，取得了很好的效果。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案包括：

一种非对称高压MOS器件的双端应用方法，包括:（1）将两个非对称高压MOS器件各自的源端与衬底端连接；以及（2）将这两个非对称高压MOS器件采取背靠背连接的方式进行串接。

具体地，步骤（2）中的背靠背连接的方式为将两个非对称高压MOS器件的源端连接在一起。

根据本发明的非对称高压MOS器件的双端应用方法具有有益的技术效果；

1、针对选定的不存在对称高压MOS器件的工艺，利用其现有器件进行电路及版图设计就可以完成设计需求，节省成本。尤其在某些需要高可靠性器件的场合，电路设计不用再受到本身为数不多的高可靠工艺提供的器件种类不满足要求的限制。

2、在工艺选择方面，不用受到工艺是否提供对称高压MOS器件的限制，工艺选择更加灵活。

附图说明

图1是根据本发明的非对称高压MOS器件双端应用的电路示意图；

图2是非对称高压PMOS器件的器件结构剖面示意图；

图3是非对称高压PMOS器件双端应用的器件结构剖面示意图；

图4是非对称高压NMOS器件的器件结构剖面示意图；

图5是非对称高压NMOS器件双端应用的器件结构剖面示意图；

图6是NMOS器件衬底与漏端等效连接了二极管的等效电路图；

图7是NMOS器件MOS导通电阻与衬底源端二极管并联的等效电路图；以及

图8是根据本发明的非对称高压NMOS器件双端应用的端口等效电路示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下以高压NMOS管的使用为例对根据本发明的非对称高压MOS器件的双端应用方法做进一步的详细说明。在此，本发明的示意性实施例及说明用于解释和说明的目的，而不是对本发明的限定。

表1为某工艺提供的高压器件的耐压参数。从表1中可以看出，针对NMOS、PMOS以及DMOS，源漏端耐压（VDS）、漏端衬底端耐压（VDB）均可以达到很高，但是源端衬底端耐压（VSB）却受到了限制。

表1

一般地，非对称的高压MOS器件，其源漏端耐压（VDS）相对较高，漏端衬底耐压（VDB）与源漏端耐压（VDS）相同，由于掺杂浓度等要求，源端衬底耐压（VSB）有很大的限制。

在高压模拟开关等电路中，要求充当开关角色的MOS器件具有双向导通特性，这就要求MOS器件的源端和漏端可以互换，由于其衬底是固定的，就要求漏极衬底耐压（VDB）与源极衬底端耐压（VSB）相同，都可以承受高压。将两个非对称高压MOS器件各自的源端与衬底端连接，再将这两个源端与衬底端连接的非对称高压MOS器件采取背靠背连接的方式进行串接，以完成对称高压MOS器件可以完成的功能。这样的器件可以保证源端、漏端及衬底的耐压都符合要求，从而满足在高压模拟开关等应用场合对双向应用且双向耐高压的MOS器件的需求。