[發明專利]電子電路

在審

• 申請號: 201580052318.7
• 申請日: 2015-08-19
• 公開（公告）號: CN107078161A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: M·艾曼·謝比卜;文杰·張
• 申請（專利權）人: 維西埃-硅化物公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所11336
• 代理人: 高偉,婁曉丹

相關申請

本申請要求Shibib和Zhang于2014年8月19日提交的、申請號為62/039,335、代理人卷號為VISH-8823.pro、題為“電荷平衡分離柵溝槽技術中的高變比電流檢測MOSFET(High Ratio Current Sense MOSFET structure in a Charge Balanced Split Gate Trench Technology)”的美國臨時專利申請的優先權，在此其全部內容通過引用并入本文。

本申請涉及Bobde等人于2012年4月20日提交的共同未決、共同擁有的申請號為13/460,567、題為“混合分離柵半導體(Hybrid Split Gate Semiconductor)”的美國專利申請，在此其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本技術的實施例涉及集成電路設計和制造領域。更具體地，本技術的實施例涉及用于垂直溝槽MOSFET中的垂直檢測器件的系統和方法。

背景技術

在最近的電源設計和實現中測量電源中的電流是重要的考慮因素。電流檢測功能可以用于故障檢測和/或保護，用于電流模式控制的電壓調節和用于電流控制以及其他用途。這些年來，各種系統已被用于測量電源中的電流，包括：例如，分立電阻器(discrete resistor)、使用印刷電路板跡線(trace)固有的電阻、使用集成電路引線框架(lead frame)固有的電阻、使用電感器(inductor)、使用包括線圈(coil)、變壓器(transformer)和霍爾效應傳感器(Hall effect sensor)的磁傳感器件(magnetic sensing device)，以及使用功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的漏源電阻(drain-source resistance)。

用于測量電源中的電流的主要系統之一使用被稱為或簡稱為“檢測-FET(sense-FET)”的專用場效應晶體管(FET)。通常，檢測-FET是小的FET，其與主功率FET分離，主功率FET在本文中稱為“主-FET(main-FET)”。通常，檢測-FET配置為產生對應于主-FET中的電流的電壓。“電流檢測比”(CSR)是檢測-FET的實現方式的品質因數。電流檢測比是主-FET中的電流與檢測-FET中的電流之比，例如，Imain/Isense。通常較高的電流檢測比是期望的，使得電流檢測的范圍擴大到了主-FET中的電流的數十倍以上。然而，由于例如檢測-FET結構和主-FET結構之間的復雜關系，增加CSR是一個挑戰。

尚未發現設計和實現檢測-FET的常規方法可適用于分離柵電荷平衡(Split Gate Charge Balanced，SGCB)溝槽MOSFET。分離柵器件包括在溝槽中的具有不同電壓的多層多晶硅，并且分離柵器件具有特殊的結構和布局以建立適當的電荷平衡。例如，溝槽間隔開一定距離以建立電荷平衡，而且，器件中的任何有源體結(active body junction)都必須由建立電荷平衡的多晶硅屏蔽(polysilicon shield)適當地包圍。

發明內容

因此，需要用于垂直溝槽金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)中的垂直檢測器件的系統和方法。還需要用于與主-FET成一體的垂直溝槽MOSFET中的垂直檢測器件的系統和方法。進一步需要的是用于垂直溝槽MOSFET中的電流檢測MOSFET的系統和方法，包括在檢測-FET和主-FET之間的隔離區域，所述隔離區域保持主-FET中的電荷平衡。還需要檢測二極管以檢測主-FET的溫度和/或柵極電壓。還需要用于垂直溝槽MOSFET中的垂直檢測器件的系統和方法，其與現有的集成電路設計、制造和測試的系統和方法兼容和互補。本技術的實施例提供這些優點。

根據本技術的實施例，電子電路包括配置為控制至少1安培的電流的垂直溝槽金屬氧化物半導體場效應晶體管和配置為提供MOSFET的漏極到源極電流的指示(indication)的電流檢測場效應晶體管。在一些實施例中，電流檢測FET的電流檢測比至少為15000并且可以大于29000。