[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有溫度采樣和過(guò)溫保護(hù)功能的復(fù)合VDMOS器件

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110399904.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102394237A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李澤宏;任敏;張靈霞;鄧光敏;劉小龍;謝加雄;李婷;張波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/02
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專(zhuān)利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

1.一種具有溫度采樣和過(guò)溫保護(hù)功能的復(fù)合VDMOS器件，包括集成于同一襯底基片上的VDMOS器件(M0)、多晶硅熱敏二極管(D1)和過(guò)溫保護(hù)電路；所述多晶硅熱敏二極管(D1)制作于VDMOS器件(M0)表面的絕緣層上，以實(shí)現(xiàn)對(duì)VDMOS器件(M0)工作溫度的采樣；所述過(guò)溫保護(hù)電路基于多晶硅熱敏二極管(D1)的溫度采樣信號(hào)對(duì)整個(gè)復(fù)合VDMOS器件的柵輸入電壓V_in進(jìn)行分壓得到VDMOS器件(M0)的柵控電壓V_G，進(jìn)而對(duì)VDMOS器件(M0)實(shí)現(xiàn)過(guò)溫保護(hù)：即當(dāng)VDMOS器件(M0)工作溫度達(dá)到T_H時(shí)，關(guān)斷VDMOS器件(M0)；當(dāng)VDMOS器件(M0)關(guān)斷后溫度降到T_L時(shí)，啟動(dòng)VDMOS器件(M0)；其中T_H＞T_L，且ΔT＝T_H-T_L為溫度回差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度采樣和過(guò)溫保護(hù)功能的復(fù)合VDMOS器件，其特征在于，所述多晶硅熱敏二極管(D1)制作于VDMOS器件(M0)表面中心位置的絕緣層上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度采樣和過(guò)溫保護(hù)功能的復(fù)合VDMOS器件，其特征在于，所述VDMOS器件(M0)是任意結(jié)構(gòu)的VDMOS器件、且表面具有絕緣層(14)，至少包括金屬化漏電極(1)、第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜襯底(2)、第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜漂移區(qū)(3)、第二導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體基區(qū)(4)、第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜源區(qū)(5)、第二導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜接觸區(qū)(6)、金屬化源電極(7)、多晶硅柵電極(8)和柵介質(zhì)層(9)；金屬化漏電極(1)位于第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜襯底(2)的背面，第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜漂移區(qū)(3)位于第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜襯底(2)的正面；第二導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體基區(qū)(4)位于第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜漂移區(qū)(3)的頂部，第二導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體基區(qū)(4)內(nèi)具有分別與金屬化源電極(7)相接觸的第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜源區(qū)(5)和第二導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜接觸區(qū)(6)；柵介質(zhì)層(9)位于第二導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體基區(qū)(4)和第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體摻雜漂移區(qū)(3)的上表面，多晶硅柵電極(8)位于柵介質(zhì)層(9)的上表面，多晶硅柵電極(8)與金屬化源電極(7)之間填充的是絕緣介質(zhì)層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有溫度采樣和過(guò)溫保護(hù)功能的復(fù)合VDMOS器件，其特征在于，當(dāng)所述第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體、第二導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體時(shí)，所述VDMOS器件(M0)為N溝道VDMOS器件。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有溫度采樣和過(guò)溫保護(hù)功能的復(fù)合VDMOS器件，其特征在于，當(dāng)所述第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體、第二導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體時(shí)，所述VDMOS器件(M0)為P溝道VDMOS器件。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度采樣和過(guò)溫保護(hù)功能的復(fù)合VDMOS器件，其特征在于，所述多晶硅熱敏二極管(D1)包括P型半導(dǎo)體區(qū)(10)、N型半導(dǎo)體區(qū)(11)、陽(yáng)極電極(12)和陰極電極(13)；其中P型半導(dǎo)體區(qū)(10)和N型半導(dǎo)體區(qū)(11)相接觸并位于VDMOS器件(M0)表面的絕緣層(14)中，陽(yáng)極電極(12)與P型半導(dǎo)體區(qū)(10)相連并從VDMOS器件(M0)表面的絕緣層(14)中引出，陰極電極(13)與N型半導(dǎo)體區(qū)(11)相連并從VDMOS器件(M0)表面的絕緣層(14)中引出。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度采樣和過(guò)溫保護(hù)功能的復(fù)合VDMOS器件，其特征在于，所述過(guò)溫保護(hù)電路包括一個(gè)穩(wěn)壓二極管(D2)、四個(gè)NMOS管(M1～M4)和六個(gè)電阻(R1～R6)；柵輸入電壓V_in通過(guò)第一電阻(R1)和穩(wěn)壓管(D2)的串聯(lián)電路后接地；第一NMOS管(M1)的漏極通過(guò)第二電阻(R2)接第二NMOS管(M2)的柵極的同時(shí)通過(guò)第三電阻(R3)接地，第一NMOS管(M1)的源極接地；第二NMOS管(M2)的漏極接第三NMOS管(M3)的柵極的同時(shí)通過(guò)第四電阻(R4)接?xùn)泡斎腚妷篤_in，第二NMOS管(M2)的源極接地；第三NMOS管(M3)的漏極接第四NMOS管(M4)的柵極的同時(shí)通過(guò)第五電阻(R5)接?xùn)泡斎腚妷篤_in，第三NMOS管(M3)的源極接地；第四NMOS管(M4)的漏極通過(guò)第六電阻(R6)接?xùn)泡斎腚妷篤_in，第四NMOS管(M4)的源極接地；第一NMOS管(M1)的柵極通過(guò)第六電阻(R6)接?xùn)泡斎腚妷篤_in；

所述過(guò)溫保護(hù)電路與多晶硅熱敏二極管(D1)的連接關(guān)系為：第一電阻(R1)和穩(wěn)壓管(D2)的連接點(diǎn)接多晶硅熱敏二極管(D1)的陽(yáng)極，多晶硅熱敏二極管(D1)的陰極接第二NMOS管(M2)的柵極；

所述過(guò)溫保護(hù)電路與VDMOS器件(M0)的連接關(guān)系為：第一NMOS管(M1)的柵極與VDMOS器件(M0)的柵極相連。