[发明专利]一种可控自钳位SensorFET复合横向功率器件

摘要

一种可控自钳位SensorFET复合横向功率器件，属于半导体功率器件技术和功率集成电路技术领域。本发明将功率变换器的主开关管与SensorFET器件集成于同一P型衬底上，二者采用共用阳极结构，其中所述SensorFET器件的控制电极与共用阳极之间具有钳位二极管串，所述功率变换器的主开关管可以是横向MOS复合类器件或常规MOS器件。本发明提供的可控自钳位SensorFET复合横向功率器件，可在为内部电路提供稳定充电电流的同时，有效地对雪崩能量进行泄放，使得SensorFET器件的瞬态安全工作区得到扩展。同时本发明通过钳位管与控制栅区的连接，实现了对能量泄放大小和钳位时间的控制，从而扩展了智能功率IC在高雪崩能量环境下的应用，例如点火领域。

主权项

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。