[發明專利]包括功率晶體管和輔助晶體管的集成電路

有效

• 申請號: 201210518527.4
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103151348B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: A.莫德;F.D.普菲爾施;H-J.舒爾策
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L23/62
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 馬永利,盧江

1.一種集成電路，包括：

功率晶體管，其具有功率控制端子、第一功率負載端子和第二功率負載端子；

輔助晶體管，其具有輔助控制端子、第一輔助負載端子和第二輔助負載端子，其中所述第一輔助負載端子電耦合到所述功率控制端子；以及

電容器，其具有第一電容器電極、第二電容器電極和電容器介電層，所述電容器介電層包括鐵電材料和順電材料至少之一，其中所述第一電容器電極電耦合到所述輔助控制端子；以及

還包括二極管，其中二極管的陽極和第一輔助負載端子電耦合到功率控制端子，二極管的陰極和第一電容器電極電耦合到所述輔助控制端子;

其中第二輔助負載端子、第二電容器電極和第二功率負載端子被直接地電連接。

2.根據權利要求1所述的集成電路，進一步包括半導體襯底，其包括所述功率晶體管和所述電容器的單片集成。

3.根據權利要求2所述的集成電路，其中：

所述功率晶體管包括布置在所述半導體襯底的單元區域中的多個功率晶體管單元；以及

所述電容器布置在所述單元區域中。

4.根據權利要求3所述的集成電路，其中：

所述電容器包括并聯連接的多個子電容器；以及

所述多個子電容器均勻散布在所述單元區域上。

5.根據權利要求2所述的集成電路，其中：

所述功率晶體管具有最大關斷時間τ并且包括布置在所述半導體襯底的單元區域中的多個功率晶體管單元；

所述電容器布置在具有距所述單元區域的橫向距離為d的電容器區域中；以及

所述最大關斷時間τ和所述橫向距離d滿足d<10^-5 m/μs×τ。

6.根據權利要求1所述的集成電路，其中：

所述功率晶體管包括功率場效應晶體管；

所述輔助晶體管包括輔助場效應晶體管；以及

所述輔助場效應晶體管的閾值電壓大于所述功率場效應晶體管的閾值電壓。

7.根據權利要求6所述的集成電路，其中所述輔助場效應晶體管的柵極電介質的厚度大于所述功率場效應晶體管的柵極電介質的厚度。

8.根據權利要求1所述的集成電路，其中具有大于10³ Ω的電阻值的電阻器與所述二極管并聯連接。

9.根據權利要求1所述的集成電路，二極管進一步包括：

第一二極管，具有第一陽極和第一陰極；

第二二極管，具有第二陽極和第二陰極；以及其中

所述第二陰極和所述第一輔助負載端子電耦合到所述功率控制端子；

所述第二陽極電耦合到所述第一陽極；

所述第一陰極和所述第一電容器電極電耦合到所述輔助控制端子；以及

所述第二電容器電極和所述第二輔助負載端子電耦合到所述第二功率負載端子。

10.根據權利要求9所述的集成電路，其中：

所述功率晶體管包括功率場效應晶體管；

所述輔助晶體管包括輔助場效應晶體管；以及

所述輔助場效應晶體管的閾值電壓V_th1比所述功率場效應晶體管的閾值電壓V_th2高出多于50%。

11.根據權利要求10所述的集成電路，其中所述功率場效應晶體管的柵極電介質和所述輔助場效應晶體管的柵極電介質是同一圖案化的介電層的部分。

12.根據權利要求9所述的集成電路，其中所述第二二極管的反向擊穿電壓在5 V至8 V的范圍內。

13.根據權利要求9所述的集成電路，其中具有大于10³ Ω的電阻值的電阻器并聯連接到所述第一二極管、所述第二二極管和所述電容器中的至少一個。

14.根據權利要求2所述的集成電路，其中：

所述輔助控制端子是柵極電極；以及

所述柵極電極和所述電容器的第一電極和所述電容器的第二電極中的一個是同一圖案化的傳導層的部分。

15.根據權利要求1所述的集成電路，其中所述功率晶體管包括金屬氧化物場效應晶體管和絕緣柵雙極型晶體管之一。

16.根據權利要求1所述的集成電路，其中所述輔助晶體管包括場效應晶體管。