[发明专利]具有多泄放通道可控自钳位SensorFET复合纵向功率器件

摘要

具有多泄放通道可控自钳位SensorFET复合纵向功率器件，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；其中的SensorFET器件完成对功率变换器主开关管进行电流采样和对内部控制电路进行充电的功能；而功率变换器中的主开关管具有电压钳位结构，通过电压钳位，使功率变换器初级线圈电压维持在SensorFET器件的瞬态安全工作区以内；同时，当功率变换器中的主开关器件关断时，初级线圈存储的雪崩能量通过SensorFET器件的可控栅区调控泄放，实现对泄放能量和钳位时间的控制；且部分泄放电流短暂开启主开关器件，为雪崩能量的泄放提供了更多的泄放通道，从而显著改善初级线圈雪崩能量的泄放能力。

主权项

具有多泄放通道可控自钳位SensorFET复合纵向功率器件，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(12)上；所述SensorFET器件为纵向结构，包括：P型衬底(12)、N‑漂移区(13)、位于P型衬底(12)和N‑漂移区(13)之间的N+埋层(11)；一个位于N‑漂移区(13)中、一端与金属阳电极(3)相连、另一端伸入N+埋层(11)的深N型接触区(10)；一个位于N‑漂移区(13)中与金属阴电极(2)相连的N+区(6)；由与金属阳电极(3)相连的深N型接触区(10)、N+埋层(11)、N‑漂移区(13)和金属阴电极(2)相连的N+区(6)构成的充电与电流检测通道；环绕金属阴电极(2)的金属控制电极(1)，与金属控制电极(1)相连的可控栅区；所述可控栅区由围绕与金属阴电极(2)相连的N+区(6)的P型区(9)构成；各金属电极之间是起隔离作用的氧化层(15)；所述功率变换器的主开关管与所述SensorFET器件共用金属阳电极(3)，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。