[发明专利]抑制可控型采样场效应晶体管负温度特性的器件

说明书

本发明提供一种抑制可控型采样场效应晶体管负温度特性的器件，包括：P型衬底、N型漂移区、P型重掺杂一区、N型半导体漏区、P型双重降低表面电场(Double RESURF)区、P型体区、P型重掺杂二区、N型重掺杂区、P型阱区、N型轻掺杂电阻区、第一多晶硅、第二多晶硅、氧化层、漏极金属、栅极金属、导线金属、电流感测电极以及衬底金属；本发明在传统高压C‑SenseFET的基础上，在功率器件源端和Sense电极之间扩散形成阱电阻，并通过金属导线使其与源极连接，实现了高压C‑SenseFET新结构的设计，从而有效抑制了负温特性，降低了温度漂移系数，改善了C‑SenseFET器件的温度特性。

技术领域

本发明属于功率半导体器件技术领域，涉及一种抑制可控型采样场效应晶体管(C-SenseFET)负温度特性的新结构。

背景技术

随着智能功率集成电路(Smart Power Integrated Circuit,SPIC)的发展，集成了高压器件、CMOS器件和双极型器件的SPIC，如今已经被广泛应用于各式仪器仪表和通讯设备中。SPIC一般包括三个部分：功率控制、检测保护、I/O接口，其中功率控制部分是SPIC设计的核心所在。为了在降低高压功率集成电路的功耗的同时保证整个集成电路的可靠性，需要实现对高压、功率集成电路及其应用系统的精确的信号采样与控制。目前针对SPIC的采样可以分为电压采样、电流采样和温度采样，由于直接进行电压采样较为困难，直接进行温度采样所需的技术(如利用多晶硅二极管的温度采样)对工艺的要求过高，在采样方面具有一定的局限性，而电流模式的采样响应快，抗干扰能力强，工艺兼容性好，因此电流采样得到广泛的应用。

采样场效应晶体管SenseFET(Sense Field Effect Transistor)是一种可以应用于功率转换集成电路的电流采样功率器件。传统的采样场效应晶体管采样结构包括JFET采样结构和电流镜采样结构等，其结构简单、采样精度高，但只能实现较低电压下的不可控的电流探测。随着功率集成电路不断向更高电压等级应用领域的拓展，传统采样场效应晶体管器件已经无法满足高电压下对电流的精确探测的要求，因此为了能够实现高压下的可控电流探测，在传统结构的基础上提出了新的可控型采样场效应晶体管，如图3所示。

可控型采样场效应晶体管C-SenseFET(Controllable Sense Field EffectTransistor)在线性区工作时可对SPIC中高压功率元件的电流进行精确采样，且采样电流大小可以根据不同条件和要求进行调节；在饱和区工作时，可以对外接的旁路电容进行恒流充电从而实现芯片的自供电。但是由于C-SenseFET具有负温特性，在线性区进行采样时会由于温度升高引发的电流减小导致器件输出不稳定的采样信号，在饱和区工作时则会由于工作时间过长以及散热困难导致充电电流的下降以及电流输出的不稳定。故在温度发生变化时，C-SenseFET中可能会出现采样电流与功率器件电流的不匹配现象，从而导致控制电路的误触发或不触发，造成功率IC系统的紊乱及不可控。

因此为改善高压C-SenseFET在不同温度下的工作特性实现更好地电流采样，提出了如图1所示的可抑制负温效应的C-SenseFET新结构，其电路简图如图2所示。该结构的主要优点在于利用串联在高压C-SenseFET后的阱电阻电流的正温特性可以实现在一定程度上抑制C-SenseFET的负温特性。

发明内容

为了抑制高压可控型采样场效应晶体管的负温特性，本发明在传统高压C-SenseFET后串联电阻实现可抑制C-SenseFET负温效应的新结构。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：