[发明专利]具有多泄放通道可控自钳位SensorFET复合横向功率器件

摘要

具有多泄放通道可控自钳位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；一个由金属阳电极(3)所连接的N+区(7)、N‑漂移区(10)和金属阴电极(5)所连接的N+区(7)构成的充电与电流检测通道，其中金属阳电极(3)所连接的N+区(7)和金属阴电极(5)所连接的N+区(7)分别位于第一P型层(9)两侧的N‑漂移区(10)中；一个位于第一P型层(9)和金属阴电极(5)所连接的N+区(7)之间、且由金属控制电极(4)所连接P+区(6)和包围金属控制电极(4)所连接P+区(6)的P型区(8)构成的可控栅区；第一P型层(9)表面是场氧化层(12)，场氧化层(12)和金属阴电极(5)之间具有一个多晶硅区(131)，各金属电极之间是起隔离作用的氧化层(12)；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。