[發明專利]用于電池保護的半導體器件

在審

• 申請號: 202010963596.0
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112289793A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 周號
• 申請（專利權）人: 珠海邁巨微電子有限責任公司
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L29/78;H02J7/00
• 代理公司: 北京庚致知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11807
• 代理人: 李偉波;韓德凱

本公開提供一種半導體器件，包括：第一元胞區，第一元胞區形成有第一場效應晶體管；第二元胞區，第二元胞區形成有第二場效應晶體管，第二場效應晶體管作為第一開關，第一開關用于控制第一場效應晶體管的源極與襯底之間的連通與斷開；以及第三元胞區，第三元胞區形成有第二開關，第二開關用于控制第一場效應晶體管的柵極與漏極之間的連通與斷開；其中，第一元胞區、第二元胞區以及第三元胞區依次形成，第二元胞區形成在第一元胞區與第三元胞區之間。

技術領域

本公開屬于半導體技術領域，本公開尤其涉及一種用于電池保護的半導體器件。

背景技術

在電池系統中，電池的過度充電和過度放電不僅會降低電池的使用壽命，嚴重時還會引發爆炸和火災的安全事故。該電池例如為鋰電池組等。

現有技術中的電池系統中的用于電池保護的器件，在電池過度充電或者過度放電的情形下，往往不能徹底地關斷充電電流或者放電電路，存在安全隱患。

發明內容

為了解決上述技術問題之一，本公開提供一種用于電池保護的半導體器件。

本公開的用于電池保護的半導體器件通過以下技術方案實現。

本公開的半導體器件，包括：第一元胞區，第一元胞區形成有第一場效應晶體管；第二元胞區，第二元胞區形成有第二場效應晶體管，第二場效應晶體管作為第一開關，第一開關用于控制第一場效應晶體管的源極與襯底之間的連通與斷開；以及第三元胞區，第三元胞區形成有第二開關，第二開關用于控制第一場效應晶體管的柵極與漏極之間的連通與斷開；其中，第一元胞區、第二元胞區以及第三元胞區依次形成，第二元胞區形成在第一元胞區與第三元胞區之間。

根據本公開的至少一個實施方式的半導體器件，第一元胞區包括源極區、襯底電極區、柵極區以及漏極區，第一元胞區中形成第一寄生二極管和第二寄生二極管，第一寄生二極管和第二寄生二極管構成反向串聯結構，第一寄生二極管及第二寄生二極管形成在源極區與漏極區之間，第一元胞區中形成的第一寄生二極管以及第二寄生二極管的銜接區域至少形成在襯底電極區上。

根據本公開的至少一個實施方式的半導體器件，第二元胞區包括源極區、襯底電極區、柵極區以及漏極區，第二元胞區形成的第二場效應晶體管具有第四寄生二極管(D4)，第四寄生二極管形成在第二場效應晶體管的源極區與襯底電極區之間。

根據本公開的至少一個實施方式的半導體器件，第三元胞區包括柵極區以及漏極區，在第三元胞區的漏極區與柵極區之間形成第三寄生二極管和電阻，第三寄生二極管和電阻構成串聯結構。

根據本公開的至少一個實施方式的半導體器件，第一元胞區、第二元胞區以及第三元胞區共用襯底。

根據本公開的至少一個實施方式的半導體器件，第一場效應晶體管為NMOS晶體管；第一元胞區包括源極區、襯底電極區、柵極區以及漏極區，襯底電極區包括第一襯底電極區和第二襯底電極區；第一元胞區包括P型襯底以及介質層，P型襯底與介質層之間至少形成N型漂移區，N型漂移區中形成有P型阱區，P型阱區中至少形成第一P型高摻雜區，P型襯底中形成第二P型高摻雜區，第一襯底電極區形成在介質層中，第一襯底電極區與第一P型高摻雜區接觸，第二襯底電極區形成在介質層上，第二襯底電極區的至少一部分穿過介質層與第二P型高摻雜區接觸，P型阱區與P型襯底通過N型漂移區間隔，P型阱區中形成有N型阱區，N型阱區中形成有第一N型高摻雜區，第一N型高摻雜區與P型阱區通過N型阱區間隔，N型漂移區中形成有第二N型高摻雜區，源極區形成在介質層上，源極區的至少一部分穿過介質層與第一N型高摻雜區接觸，漏極區形成在介質層上，漏極區的至少一部分穿過介質層與第二N型高摻雜區接觸，柵極區形成在介質層中。