復(fù)合器件及開(kāi)關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種復(fù)合器件及開(kāi)關(guān)電源，該復(fù)合器件集成有第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件，包括：第一摻雜類型的外延區(qū)；并列形成在所述外延區(qū)正面的第一阱區(qū)和第二阱區(qū)；第一摻雜類型的第一摻雜區(qū)，形成于所述第一阱區(qū)中；第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極；第一摻雜類型的第二摻雜區(qū)，形成于所述第二阱區(qū)內(nèi)；第一摻雜類型的溝道區(qū)，該溝道區(qū)從所述第二阱區(qū)的邊界延伸至所述第二摻雜區(qū)的邊界；耗盡型MOS器件的柵極。該開(kāi)關(guān)電源包括上述復(fù)合器件。本實(shí)用新型有利于降低工藝復(fù)雜度、減小芯片面積和成本，而且可以適用于大功率的應(yīng)用場(chǎng)景。
【專利說(shuō)明】復(fù)合器件及開(kāi)關(guān)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件及開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，尤其涉及一種復(fù)合器件及開(kāi)關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]參考圖1，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種開(kāi)關(guān)電源100，可以適用于AC-DC和LED驅(qū)動(dòng)，該開(kāi)關(guān)電源100包括:開(kāi)關(guān)電源控制裝置101、電阻Rl和功率MOS器件102。
[0003]仍然參考圖1，開(kāi)關(guān)電源100在高壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，高壓端HV通過(guò)電阻Rl給開(kāi)關(guān)電源控制裝置101的供電端VCC提供啟動(dòng)電流，完成開(kāi)關(guān)電源100的高壓?jiǎn)?dòng)；在高壓?jiǎn)?dòng)后，高壓端HV又通過(guò)電阻Rl給開(kāi)關(guān)電源控制裝置101的供電端VCC供電；在工作時(shí)，開(kāi)關(guān)電源控制裝置101的驅(qū)動(dòng)端DRV驅(qū)動(dòng)高壓器件102的柵極G，完成功率器件102的源極S或者高壓端HV的功率驅(qū)動(dòng)輸出。
[0004]參考圖2，圖2示出了圖1中的開(kāi)關(guān)電源100內(nèi)的功率器件102的版圖201的示意圖，該功率器件102為高壓MOS器件。
[0005]結(jié)合圖1和圖2在高壓MOS器件102的版圖201上，正面有柵極G的壓點(diǎn)和源極S的壓點(diǎn)，背面有漏極D的壓點(diǎn)，這三個(gè)壓點(diǎn)可以完成高壓MOS器件102的功率驅(qū)動(dòng)輸出功倉(cāng)泛。
[0006]參考圖3，圖3示出了圖2沿AA’方向的縱向剖面的示意圖。
[0007]如圖3所示，以N型器件為例，該高壓MOS器件包括:M0S管的N型外延區(qū)306，外延區(qū)306由電極301引出，形成MOS管的漏極；M0S管的P阱302 ;M0S管的N型摻雜區(qū)305 ；MOS管的P型摻雜區(qū)309，P阱302、P型摻雜區(qū)309以及N型摻雜區(qū)305通過(guò)電極303短路，形成MOS管的源極；M0S管的柵極304。從器件的整體結(jié)構(gòu)而言，上述P阱302、N型摻雜區(qū)305、P型摻雜區(qū)309以及柵極304等都形成于元胞部分308，元胞部分308是器件的電流導(dǎo)通區(qū)域，元胞部分308為有源區(qū)，該功率器件可以由眾多元胞部分308重復(fù)形成；在元胞部分308的邊緣以外具有高壓環(huán)307，高壓環(huán)307可以包括多個(gè)P型摻雜310，該高壓環(huán)307可以對(duì)應(yīng)于圖2所示的區(qū)域207。以上器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作原理為公知技術(shù)，不再詳細(xì)描述。
[0008]結(jié)合圖1和圖3，電極301連接至開(kāi)關(guān)電源100的高壓端HV，柵極304連接到開(kāi)關(guān)電源100的驅(qū)動(dòng)端DRV。當(dāng)柵極304上施加的電壓高于閾值電壓時(shí)，P阱302的表面反型形成溝道，使得MOS管的源極和漏極導(dǎo)通，以進(jìn)行功率輸出。
[0009]圖1所示的方案通過(guò)電阻Rl來(lái)完成開(kāi)關(guān)電源100的高壓?jiǎn)?dòng)和給開(kāi)關(guān)電源控制裝置101的供電端VCC供電，由于流過(guò)電阻Rl的電流一直存在，所以存在啟動(dòng)時(shí)間和待機(jī)功耗的矛盾，即:如果電阻Rl的電阻值小，則在高壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，高壓端HV通過(guò)電阻Rl給供電端VCC提供的電流大，那么開(kāi)關(guān)電源100的啟動(dòng)時(shí)間短，但在高壓?jiǎn)?dòng)后，由于流過(guò)電阻Rl的電流大，則開(kāi)關(guān)電源100的待機(jī)功耗高；如果電阻Rl的電阻值大，則在高壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，高壓端HV通過(guò)電阻Rl給供電端VCC提供的電流小，那么開(kāi)關(guān)電源100的啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，而在高壓?jiǎn)?dòng)后，由于流過(guò)電阻Rl的電流小，則開(kāi)關(guān)電源100的待機(jī)功耗低。
[0010]為了兼顧啟動(dòng)時(shí)間和待機(jī)功耗，在實(shí)際應(yīng)用中電阻Rl —般選在ΜΩ級(jí)，但即使這樣，在高壓端HV的電壓值為220VAC時(shí)，電阻Rl的功耗也達(dá)到十幾mW至上百mW。
[0011]由上，現(xiàn)有技術(shù)中的開(kāi)關(guān)電源100通過(guò)電阻Rl來(lái)完成開(kāi)關(guān)電源100的高壓?jiǎn)?dòng)和給開(kāi)關(guān)電源控制裝置101的供電端VCC供電，無(wú)法確保既能減少啟動(dòng)時(shí)間，又能降低待機(jī)功耗。
[0012]針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種增加耗盡型器件啟動(dòng)的技術(shù)方案，如圖4所示。在現(xiàn)有開(kāi)關(guān)電源的基礎(chǔ)上，圖4所示開(kāi)關(guān)電源400增加了高壓?jiǎn)?dòng)器件403以加快開(kāi)關(guān)電源400的高壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程，該高壓?jiǎn)?dòng)器件403為耗盡型MOS管；高壓?jiǎn)?dòng)后關(guān)閉該高壓?jiǎn)?dòng)器件403以降低開(kāi)關(guān)電源400的待機(jī)功耗，從而提高開(kāi)關(guān)電源400的效率。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)中，高壓?jiǎn)?dòng)器件403作為單獨(dú)的器件來(lái)使用，主要起到高壓信號(hào)處理和控制的作用。由于高壓?jiǎn)?dòng)器件403是一個(gè)單獨(dú)器件，因此開(kāi)關(guān)電源400需要一個(gè)額外的元器件，從而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度和成本。
[0014]針對(duì)上述問(wèn)題，中國(guó)專利申請(qǐng)CN201210492874.4提出了一種合成的器件結(jié)構(gòu)，把低壓部分的開(kāi)關(guān)電源控制部分和高壓HVMOS部分以及JFET合成在一起，采用高壓BCD的工藝進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。但是，該技術(shù)方案需要采用高壓BCD工藝實(shí)現(xiàn)，使得整個(gè)芯片的工藝復(fù)雜，成本昂貴；而且由于高壓BCD工藝中HVMOS器件的功耗限制，使得該技術(shù)方案無(wú)法適用于大功率的應(yīng)用場(chǎng)景。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0015]本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是提供一種復(fù)合器件及開(kāi)關(guān)電源，有利于降低工藝復(fù)雜度、減小芯片面積和成本，而且可以適用于大功率的應(yīng)用場(chǎng)景。
[0016]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種復(fù)合器件，該復(fù)合器件集成有第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件，該復(fù)合器件包括:
[0017]第一摻雜類型的外延區(qū)，該外延區(qū)作為所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的漏極；
[0018]并列形成在所述外延區(qū)正面的第一阱區(qū)和第二阱區(qū)，所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)具有第二摻雜類型，該第二摻雜類型與第一摻雜類型相反；
[0019]第一摻雜類型的第一摻雜區(qū)，形成于所述第一阱區(qū)中，該第一摻雜區(qū)作為所述第一增強(qiáng)型MOS器件的源極；
[0020]第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極，形成于所述外延區(qū)的正面，該第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極覆蓋所述第一摻雜區(qū)的至少一部分并延伸至所述第一阱區(qū)以外的外延區(qū)上；
[0021]第一摻雜類型的第二摻雜區(qū)，形成于所述第二阱區(qū)內(nèi)，該第二摻雜區(qū)作為所述耗盡型MOS器件的源極；
[0022]第一摻雜類型的溝道區(qū)，位于所述第二阱區(qū)內(nèi)，并且該溝道區(qū)從所述第二阱區(qū)的邊界延伸至所述第二摻雜區(qū)的邊界；
[0023]耗盡型MOS器件的柵極，形成于所述外延層的正面，該耗盡型MOS器件的柵極覆蓋所述溝道區(qū)并延伸至所述第二阱區(qū)以外的外延區(qū)上；
[0024]其中，所述外延區(qū)與第一電極短路，該第一電極形成于所述外延區(qū)的背面；所述第一阱區(qū)和第一摻雜區(qū)經(jīng)由第二電極短路，所述第二阱區(qū)和第二摻雜區(qū)經(jīng)由第三電極短路，該第二電極和第三電極形成于所述外延區(qū)的正面。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括用于隔離所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)包括:
[0026]第二摻雜類型的浮空阱區(qū)，與所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)并列形成于所述外延區(qū)的正面，并且所述浮空阱區(qū)位于所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間；
[0027]形成于所述外延區(qū)正面的第一柵，該第一柵覆蓋所述浮空阱區(qū)的至少一部分和所述第一阱區(qū)的至少一部分，該第一柵還覆蓋所述浮空阱區(qū)和第一阱區(qū)之間的外延區(qū)；
[0028]形成于所述外延區(qū)正面的第二柵，該第二柵覆蓋所述浮空阱區(qū)的至少一部分和所述第二阱區(qū)的至少一部分，該第二柵還覆蓋所述浮空阱區(qū)和第二阱區(qū)之間的外延區(qū)；
[0029]其中，所述第一柵和所述第一阱區(qū)短路，所述第二柵和所述第二阱區(qū)短路。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一柵和所述第一阱區(qū)經(jīng)由所述第二電極短路，所述第二柵和所述第二阱區(qū)經(jīng)由所述第三電極短路。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括用于隔離所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)包括:
[0032]第二摻雜類型的浮空阱區(qū)，與所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)并列形成于所述外延區(qū)的正面，并且所述浮空阱區(qū)位于所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間；
[0033]介質(zhì)層，形成于所述外延層的正面，該介質(zhì)層覆蓋所述浮空阱區(qū)并延伸至所述浮空阱區(qū)以外的外延層上。
[0034]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該復(fù)合器件還包括用于隔離所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)包括:
[0035]第二摻雜類型的浮空阱區(qū)，與所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)并列形成于所述外延區(qū)的正面，并且所述浮空阱區(qū)位于所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間；
[0036]形成于所述外延區(qū)正面的第二柵，該第二柵覆蓋所述浮空阱區(qū)的至少一部分和所述第二阱區(qū)的至少一部分，該第二柵還覆蓋所述浮空阱區(qū)和第二阱區(qū)之間的外延區(qū)，所述第二柵和所述第二阱區(qū)短路。
[0037]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第二柵和所述第二阱區(qū)經(jīng)由所述第三電極短路。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該復(fù)合器件還包括用于隔離所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)包括:
[0039]形成于所述外延區(qū)正面的第二柵，該第二柵覆蓋所述第一阱區(qū)的至少一部分和所述第二阱區(qū)的至少一部分，該第二柵還覆蓋所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間的外延區(qū)，所述第二柵和所述第二阱區(qū)短路。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第二柵和所述第二阱區(qū)經(jīng)由所述第三電極短路。
[0041]該復(fù)合器件還包括用于隔離所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)包括:
[0042]形成于所述外延區(qū)正面的第一柵，該第一柵覆蓋所述第一阱區(qū)的至少一部分和所述第二阱區(qū)的至少一部分，該第一柵還覆蓋所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間的外延區(qū)，所述第一柵和所述第一阱區(qū)短路。
[0043]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一柵和所述第一阱區(qū)經(jīng)由所述第二電極短路。
[0044]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述浮空阱區(qū)與所述第一阱區(qū)、第二阱區(qū)采用同一注入工藝或不同的注入工藝形成。
[0045]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該復(fù)合器件還集成有第二增強(qiáng)型MOS器件，其中，
[0046]所述外延區(qū)作為所述第二增強(qiáng)型MOS器件的漏極；
[0047]所述外延區(qū)的正面還形成有第三阱區(qū)，該第三阱區(qū)具有第二摻雜類型，該第三阱區(qū)與所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)并列；
[0048]所述第三阱區(qū)中形成有第一摻雜類型的第三摻雜區(qū)，該第三摻雜區(qū)作為所述第二增強(qiáng)型MOS器件的源極；
[0049]第二增強(qiáng)型MOS器件的柵極，形成于所述外延區(qū)的正面，該第二增強(qiáng)型MOS器件的柵極覆蓋所述第三摻雜區(qū)的至少一部分并延伸至所述第三阱區(qū)以外的外延區(qū)上，該第二增強(qiáng)型MOS器件的柵極與所述第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極電連接；
[0050]其中，所述第三阱區(qū)和第三摻雜區(qū)經(jīng)由第四電極短路，該第四電極形成于所述外延區(qū)的正面。
[0051]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該復(fù)合器件還包括:
[0052]第二摻雜類型的第一引出區(qū)，形成于所述第一阱區(qū)中，該第一引出區(qū)與所述第一摻雜區(qū)經(jīng)由所述第二電極短路；
[0053]第二摻雜類型的第二引出區(qū)，形成于所述第二阱區(qū)中，該第二引出區(qū)與所述第二摻雜區(qū)經(jīng)由所述第三電極短路。
[0054]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件共用
同一高壓環(huán)。
[0055]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一增強(qiáng)型MOS器件的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，所述耗盡型MOS器件的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。
[0056]本實(shí)用新型還提供了一種開(kāi)關(guān)電源，包括上述任一項(xiàng)所述的復(fù)合器件。
[0057]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該開(kāi)關(guān)電源包括:
[0058]開(kāi)關(guān)電源控制裝置，其具有電源供電端、控制端和驅(qū)動(dòng)端；
[0059]所述復(fù)合器件，該復(fù)合器件中第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極連接至所述開(kāi)關(guān)電源控制裝置的驅(qū)動(dòng)端，該復(fù)合器件中耗盡型MOS器件的柵極連接至所述開(kāi)關(guān)電源控制裝置的控制端，該復(fù)合器件中耗盡型MOS器件的源極連接至所述開(kāi)關(guān)電源控制裝置的電源供電端。
[0060]實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0061]本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合器件將增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件集成在一起，具體而言，將傳統(tǒng)增強(qiáng)型MOS器件中的部分區(qū)域隔離出來(lái)，在隔離區(qū)域內(nèi)的阱區(qū)表面增設(shè)反型的溝道區(qū)，從而使得增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件形成在同一外延區(qū)內(nèi)。本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合器件無(wú)需復(fù)雜的高壓BCD工藝，常規(guī)的功率MOS工藝即可完成，有利于降低工藝復(fù)雜度和成本；而且該技術(shù)方案沒(méi)有明顯的功耗限制，可以適用于大功率的應(yīng)用場(chǎng)景。
[0062]進(jìn)一步而言，本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合器件還集成有隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)用于隔離增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件，可以大大提高相鄰的增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的阱區(qū)之間的耐壓，以滿足開(kāi)關(guān)電源的需要。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0063]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種開(kāi)關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0064]圖2是圖1所不開(kāi)關(guān)電源中的聞壓MOS器件的版圖不意圖；
[0065]圖3是圖2沿AA’方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中一種改進(jìn)的開(kāi)關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0067]圖5是現(xiàn)有技術(shù)中一種耗盡型MOS器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068]圖6是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的復(fù)合器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0069]圖7是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的復(fù)合器件的版圖示意圖；
[0070]圖8是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0071]圖9是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的復(fù)合器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0072]圖10是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的復(fù)合器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0073]圖11是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的復(fù)合器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0074]圖12是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0075]圖13是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的復(fù)合器件的版圖示意圖；
[0076]圖14是圖13沿BB’方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0077]圖15是本實(shí)用新型第六實(shí)施例的復(fù)合器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0078]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0079]現(xiàn)有技術(shù)中的增強(qiáng)型MOS器件如圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)中的一種耗盡型MOS器件如圖5所示，包括元胞部分508以及位于元胞部分508外圍的高壓環(huán)507，其中元胞部分508為有源區(qū)。進(jìn)一步而言，以N型器件為例，該耗盡型MOS器件包括:N型摻雜的外延區(qū)506，該外延區(qū)506與電極501短路，形成耗盡型MOS器件的漏極；P型阱區(qū)502 #型摻雜區(qū)505，形成在P型阱區(qū)502中#型摻雜區(qū)509，形成在P型阱區(qū)502中，P型摻雜區(qū)509、N型摻雜區(qū)505和P型阱區(qū)502通過(guò)電極503短路，形成耗盡型MOS器件的源極；柵極504，位于外延區(qū)506上；N型溝道區(qū)513，位于N型摻雜區(qū)505和P型阱區(qū)502之間，形成在P型阱區(qū)502的表面。當(dāng)柵極電壓為零伏時(shí)，由于N型溝道區(qū)513的存在，形成導(dǎo)電溝道，當(dāng)漏極和源極存在電壓差時(shí)，漏極和源極之間形成電流，該電流流出溝道，使得器件導(dǎo)通；當(dāng)柵極電壓為負(fù)值，該柵極電壓比耗盡型MOS器件的閾值電壓更加低的時(shí)候，N型溝道區(qū)513被反型，溝道截止，使得器件關(guān)斷。當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，漏極施加高壓時(shí)，元胞部分508內(nèi)的P型阱區(qū)502的耗盡層相互連接，可以實(shí)現(xiàn)高耐壓。在元胞部分508的邊緣，由于P型阱區(qū)502曲率變小，需要由高壓環(huán)507拓展耗盡層以承擔(dān)漏極施加的電壓，使器件具有高的反向擊穿電壓和良好的可靠性，該高壓環(huán)507可以包括多個(gè)P型摻雜區(qū)510。
[0080]由圖3和圖5可以看出，增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的結(jié)構(gòu)大部分相同，主要的區(qū)別在于耗盡型MOS器件中增加了溝道區(qū)513。本實(shí)用新型實(shí)施例在增強(qiáng)型MOS器件中隔離出部分柵極區(qū)域和源極區(qū)域，在隔離出來(lái)的區(qū)域內(nèi)的P型阱區(qū)表面增加反型的溝道區(qū)，使得增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件可以形成在同一外延區(qū)內(nèi)，從而集成在同一復(fù)合器件中。
[0081]下面結(jié)合多個(gè)不同的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0082]第一實(shí)施例
[0083]參考圖6，該復(fù)合器件包括第一增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分608和耗盡型MOS器件的元胞部分608’，二者都是有源區(qū)。以N型器件為例，該復(fù)合器件可以包括:N型摻雜的外延區(qū)606,該外延區(qū)606的背面具有第一電極601,外延區(qū)606和第一電極601短路,形成第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的漏極；P型摻雜的第一阱區(qū)602和第二阱區(qū)602’，形成在外延區(qū)606的正面；N型摻雜的第一摻雜區(qū)605，形成在第一阱區(qū)602內(nèi)#型摻雜的第二摻雜區(qū)605’，形成在第二阱區(qū)602’內(nèi)#型摻雜的溝道區(qū)613，位于第二阱區(qū)602’內(nèi)，該溝道區(qū)613從第二阱區(qū)602’的邊界延伸至第二摻雜區(qū)605’的邊界；第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極604，形成于外延區(qū)606的正面，該第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極604覆蓋第一摻雜區(qū)605的至少一部分并延伸至第一阱區(qū)602以外的外延區(qū)606上；耗盡型MOS器件的柵極604’，形成于外延層606的正面，該耗盡型MOS器件的柵極604’覆蓋溝道區(qū)613并延伸至第二阱區(qū)602’以外的外延區(qū)606上；P型摻雜的第一引出區(qū)609，與第一摻雜區(qū)605并列形成于第一阱區(qū)602內(nèi)；P型摻雜的第二引出區(qū)609’，與第二摻雜區(qū)605’并列形成于第二阱區(qū)602’內(nèi)。
[0084]其中，第一阱區(qū)602、第一引出區(qū)609以及第一摻雜區(qū)605經(jīng)由第二電極603短路，形成第一增強(qiáng)型MOS器件的源極；第二阱區(qū)602’、第二引出區(qū)609’以及第二摻雜區(qū)605’經(jīng)由第三電極603’短路，形成耗盡型MOS器件的源極。
[0085]作為一個(gè)非限制性的實(shí)例，第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極604和耗盡型MOS器件的柵極604’可以包括柵介質(zhì)層以及位于該柵介質(zhì)層上的柵電極，該柵電極例如可以是多晶硅柵電極。
[0086]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，該復(fù)合器件中還集成有隔離結(jié)構(gòu)610以隔離第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件。該隔離結(jié)構(gòu)610可以位于第一增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分608和耗盡型MOS器件的元胞部分608’之間。
[0087]仍然以N型器件為例，該隔離結(jié)構(gòu)610可以包括:P型摻雜的浮空阱區(qū)615，該浮空阱區(qū)615與第一阱區(qū)602、第二阱區(qū)602’并列形成在外延區(qū)606的正面，該浮空阱區(qū)615位于第一阱區(qū)602和第二阱區(qū)602’之間；形成于外延區(qū)606正面的第一柵614，該第一柵614覆蓋浮空阱區(qū)615的至少一部分和第一阱區(qū)602的至少一部分，該第一柵614還覆蓋浮空阱區(qū)615和第一阱區(qū)602之間的外延區(qū)606 ;形成于外延區(qū)606正面的第二柵616，該第二柵616覆蓋浮空阱區(qū)615的至少一部分和第二阱區(qū)602’的至少一部分，該第二柵616還覆蓋浮空阱區(qū)615和第二阱區(qū)602’之間的外延區(qū)606。該第一柵614和第一阱區(qū)602短路，例如可以通過(guò)第二電極603短路，但并不限于此；第二柵616和第二阱區(qū)602’短路，例如可以通過(guò)第三電極603’短路，但并不限于此。
[0088]其中，該浮空阱區(qū)615可以和第一阱區(qū)602、第二阱區(qū)602’通過(guò)同一注入工藝形成。該第一柵614和第二柵616可以包括柵介質(zhì)層以及位于該柵介質(zhì)層上的柵電極，該柵電極例如可以是多晶硅柵電極。
[0089]當(dāng)該復(fù)合器件工作時(shí)，要求第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極604和耗盡型MOS器件的柵極604’相互獨(dú)立，兩者的隔離耐壓由柵介質(zhì)層的耐壓決定，可以達(dá)到40V以上；增強(qiáng)型MOS器件的源極和耗盡型MOS器件的源極相互獨(dú)立，由于浮空阱區(qū)615的存在，使得相鄰的第一增強(qiáng)型MOS器件的P型阱區(qū)602和耗盡型MOS器件的P型阱區(qū)602’之間的隔離耐壓大大提高，可以達(dá)到40V以上，隔離耐壓完全可以滿足開(kāi)關(guān)電源控制系統(tǒng)的需要。
[0090]當(dāng)復(fù)合器件關(guān)斷時(shí)，第一增強(qiáng)型MOS器件的P型阱區(qū)602、耗盡型MOS器件的阱區(qū)602’和隔離結(jié)構(gòu)610中的浮空阱區(qū)615的耗盡層相互連接，耗盡層相互連接的效果等同于第一增強(qiáng)型MOS器件或者耗盡型MOS器件在關(guān)斷時(shí)的P型阱區(qū)耗盡層相互連接的效果，可以承受:聞耐壓。
[0091]參考圖7，圖7示出了第一實(shí)施例的復(fù)合器件的版圖701，圖6是圖7沿BB’方向的剖面圖。該版圖701的正面具有第一增強(qiáng)型MOS器件的源極S和漏極G的壓點(diǎn)以及耗盡型MOS器件的源極S’和柵極G’的壓點(diǎn)。該版圖701的背面具有第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的漏極。
[0092]圖7中區(qū)域708’是耗盡型MOS器件的有源區(qū)或者說(shuō)元胞部分。該第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件位于高壓環(huán)707內(nèi)，該高壓環(huán)707的結(jié)構(gòu)可以和圖3所示增強(qiáng)型MOS器件或者圖5所示耗盡型MOS器件的高壓環(huán)結(jié)構(gòu)相同。
[0093]通常，耗盡型MOS器件的電流較小，因此耗盡型MOS器件的有源區(qū)708’的面積相對(duì)較小。但是，并不能以耗盡型MOS器件的有源區(qū)面積和增強(qiáng)型MOS器件的有源區(qū)面積來(lái)限制本申請(qǐng)的保護(hù)范圍，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求，如果需要耗盡型MOS器件的電流較大時(shí)，同樣可以擴(kuò)大有源區(qū)708’的面積，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。
[0094]由上，采用第一實(shí)施例的方案，可以將兩顆分別獨(dú)立的增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件合成在一起，集成在同一復(fù)合器件中。由于在高壓器件中高壓環(huán)需要比較大的面積，而本實(shí)施例中兩個(gè)器件可以共用高壓環(huán)，可以至少節(jié)省一個(gè)器件的高壓環(huán)，有利于減少芯片面積以及提高芯片的集成度。另外，由于復(fù)合器件的工藝加工流程和增強(qiáng)型MOS器件基本相同，只增加了反型的溝道區(qū)；該復(fù)合器件的工藝流程和耗盡型MOS完全相同，從而降低了芯片的加工復(fù)雜程度和成本。
[0095]參考圖8，圖8示出了第一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)，包括復(fù)合器件800以及開(kāi)關(guān)電源控制裝置801，該復(fù)合器件800是圖6和圖7所示的復(fù)合器件。該復(fù)合器件800包括增強(qiáng)型MOS器件804和耗盡型MOS器件803。
[0096]進(jìn)一步而言，增強(qiáng)型MOS器件804的漏極D連接到開(kāi)關(guān)電源的高壓端HV，增強(qiáng)型MOS器件804的柵極G連接到開(kāi)關(guān)電源控制裝置801的驅(qū)動(dòng)端DRV ;耗盡型MOS器件803的漏極D’同樣連接到高壓端HV，耗盡型MOS器件803的柵極G’和源極S’分別連接到開(kāi)關(guān)電源控制裝置801的控制端CTL和電源供電端VCC。
[0097]當(dāng)電源供電端VCC的電壓小于預(yù)設(shè)的關(guān)斷點(diǎn)電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)電源控制裝置801通過(guò)控制端CTL控制復(fù)合器件800中的耗盡型MOS器件803向電源供電端VCC提供啟動(dòng)電流，該啟動(dòng)電流給電源供電端VCC充電；當(dāng)電源供電端VCC的電壓上升至大于預(yù)設(shè)的開(kāi)啟點(diǎn)電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)電源控制裝置801通過(guò)驅(qū)動(dòng)端DRV控制復(fù)合器件800中的第一增強(qiáng)型MOS器件804向開(kāi)關(guān)電源的主電路提供功率輸出電流，并且通過(guò)控制端CTL控制復(fù)合器件800中的耗盡型MOS器件803關(guān)斷該啟動(dòng)電流。
[0098]更加具體而言，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，由于此時(shí)開(kāi)關(guān)電源控制裝置的電源供電端VCC端沒(méi)有供電，因此為零電位或近似于零電位，控制端CTL和驅(qū)動(dòng)端DRV的輸出信號(hào)均為零電位；耗盡型MOS器件803的柵極G’為零電位，因此耗盡型MOS器件803導(dǎo)通，電流從高壓端HV流向電源供電端VCC，開(kāi)始向電源供電端VCC供電，此時(shí)耗盡型MOS器件803的柵極G’和源極S’的電壓跟隨電源供電端VCC同時(shí)上升；當(dāng)電源供電端VCC的電壓升高到工作電壓(例如，通常大于12V)，耗盡型MOS器件803完成了高壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程，此時(shí)耗盡型MOS器件803的源極S’和柵極G’也同時(shí)達(dá)到了一相對(duì)較高的高電平，開(kāi)關(guān)電源控制裝置801通過(guò)控制端CTL將耗盡型MOS器件803的柵極G’置為零電位，從而在耗盡型MOS器件803的柵極G’和源極S’之間產(chǎn)生比閾值電壓更低的電壓，從而關(guān)斷耗盡型MOS器件803。耗盡型MOS器件803關(guān)斷以后，開(kāi)關(guān)電源控制裝置801開(kāi)始正常工作，通過(guò)驅(qū)動(dòng)端DRV驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)型MOS器件804的柵極G (例如，通常是10?15V)，完成增強(qiáng)型MOS器件804的源極S或者高壓端HV的功率驅(qū)動(dòng)輸出。當(dāng)電源供電端VCC的電壓由于功率消耗而下降到一定電壓后，驅(qū)動(dòng)端DRV將輸出低電平，關(guān)斷增強(qiáng)型MOS器件804 ;之后，控制端CTL將耗盡型MOS器件803的柵極G’置為高電平，耗盡型MOS器件803導(dǎo)通，重新開(kāi)始高壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程。
[0099]由上，在工作過(guò)程中，增強(qiáng)型MOS器件804和耗盡型MOS器件803的源極S和源極S’以及柵極G和柵極G’之間會(huì)存在電壓差別。這就要求復(fù)合器件的兩個(gè)源極和兩個(gè)柵極之間要有一定的隔離耐壓，否者會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作，關(guān)于隔離耐壓的手段，先前內(nèi)容已經(jīng)做過(guò)描述，這里不再贅述。
[0100]第二實(shí)施例
[0101]參考圖9，圖9示出了第二實(shí)施例的復(fù)合器件的剖面結(jié)構(gòu)，包括第一增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分908和耗盡型MOS器件的元胞部分908’，二者都是有源區(qū)。第二實(shí)施例的復(fù)合器件的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例基本相同，也包括外延區(qū)906、第一電極901、第一阱區(qū)902、第一摻雜區(qū)905、第一引出區(qū)909、第二阱區(qū)902’、第二摻雜區(qū)905’、第二引出區(qū)909’、第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極904、耗盡型MOS器件的柵極904’，第二電極903、第三電極903’以及隔離結(jié)構(gòu)910，該隔離結(jié)構(gòu)910包括浮空阱區(qū)915、第一柵914和第二柵916。
[0102]第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的主要區(qū)別在于:浮空阱區(qū)915與第一阱區(qū)902、第二阱區(qū)902’是通過(guò)不同的注入工藝形成的，也就是可以采用多步不同的注入工藝分別形成浮空阱區(qū)915與第一阱區(qū)902、第二阱區(qū)902’。例如，浮空阱區(qū)915可以通過(guò)形成分壓環(huán)的注入工藝或者其他濃度的摻雜注入工藝來(lái)形成。
[0103]第三實(shí)施例
[0104]參考圖10，圖10示出了第三實(shí)施例的復(fù)合器件的剖面結(jié)構(gòu)，包括第一增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1008和耗盡型MOS器件的元胞部分1008’，二者都是有源區(qū)。第三實(shí)施例的復(fù)合器件的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例基本相同，也包括外延區(qū)1006、第一電極1001、第一阱區(qū)1002、第一摻雜區(qū)1005、第一引出區(qū)1009、第二阱區(qū)1002’、第二摻雜區(qū)1005’、第二引出區(qū)1009’、第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極1004、耗盡型MOS器件的柵極1004’，第二電極1003、第三電極1003’以及隔離結(jié)構(gòu)1010，
[0105]第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的主要區(qū)別在于隔離結(jié)構(gòu)1010的具體結(jié)構(gòu)不同。第三實(shí)施例的隔離結(jié)構(gòu)1010包括:P型摻雜的浮空阱區(qū)1015，與第一阱區(qū)1002和第二阱區(qū)1002’并列形成于外延區(qū)1006的正面，并且浮空阱區(qū)1015位于第一阱區(qū)1002和第二阱區(qū)1002’之間；介質(zhì)層1014，形成于外延層1006的正面，該介質(zhì)層1014覆蓋浮空阱區(qū)1015并延伸至浮空阱區(qū)1015以外的外延層1006上。該介質(zhì)層1014例如可以是厚度較厚的氧化層。
[0106]與第一實(shí)施例或者第二實(shí)施例類似地，浮空阱區(qū)1015和第一阱區(qū)1002、第二阱區(qū)1002’可以采用同一注入工藝或者不同的注入工藝來(lái)形成。例如，該浮空阱區(qū)1015可以由形成分壓環(huán)的摻雜注入工藝或者其他濃度的摻雜注入工藝形成。
[0107]第四實(shí)施例
[0108]參考圖11，圖11示出了第四實(shí)施例的復(fù)合器件的剖面結(jié)構(gòu)，包括第一增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1108和耗盡型MOS器件的元胞部分1108’，二者都是有源區(qū)。第四實(shí)施例的復(fù)合器件的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例基本相同，也包括外延區(qū)1106、第一電極1101、第一阱區(qū)1102、第一摻雜區(qū)1105、第一引出區(qū)1109、第二阱區(qū)1102’、第二摻雜區(qū)1105’、第二引出區(qū)1109’、第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極1104、耗盡型MOS器件的柵極1104’，第二電極1103、第三電極1103’以及隔離結(jié)構(gòu)1110。
[0109]第四實(shí)施例與第一實(shí)施例的主要區(qū)別在于隔離結(jié)構(gòu)1110的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。該隔離結(jié)構(gòu)1110包括:P型摻雜的浮空阱區(qū)1115，與第一阱區(qū)1102和第二阱區(qū)1102’并列形成于外延區(qū)1106的正面，并且浮空阱區(qū)1115位于第一阱區(qū)1102和第二阱區(qū)1102’之間；形成于外延區(qū)1106正面的第二柵1116，該第二柵1116覆蓋浮空阱區(qū)1115的至少一部分和第二阱區(qū)1102’的至少一部分，該第二柵1116還覆蓋浮空阱區(qū)1115和第二阱區(qū)1102’之間的外延區(qū)1106，第二柵1116和第二阱區(qū)1102’短路，例如經(jīng)由第三電極1103’短路。
[0110]與第三實(shí)施例類似地，浮空阱區(qū)1115和第一阱區(qū)1102、第二阱區(qū)1102’可以采用同一注入工藝或者不同的注入工藝來(lái)形成。例如，該浮空阱區(qū)1115可以由形成分壓環(huán)的摻雜注入工藝或者其他濃度的摻雜注入工藝形成。
[0111]需要說(shuō)明的是，以上第二、第三和第四實(shí)施例相對(duì)于第一實(shí)施例的變化可以組合，其組合結(jié)果也屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。
[0112]第五實(shí)施例
[0113]本實(shí)用新型的復(fù)合器件集成的器件不限于一個(gè)增強(qiáng)型MOS器件和一個(gè)耗盡型MOS器件，可以擴(kuò)展至三個(gè)或者更多個(gè)器件。
[0114]第五實(shí)施例的復(fù)合器件中除第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件外，還集成有第二增強(qiáng)型MOS器件。仍然參考圖6，仍以N型器件為例，增加第二增強(qiáng)型MOS器件后，該外延區(qū)606可以作為第二增強(qiáng)型MOS器件的漏極，該外延區(qū)606的正面可以形成有P型摻雜的第三阱區(qū)，該P(yáng)型摻雜的第三阱區(qū)中可以形成有N型摻雜的第三摻雜區(qū)，該第三摻雜區(qū)作為第二增強(qiáng)型MOS器件的源極。該第二增強(qiáng)型MOS器件也具有柵極，位于外延區(qū)606的正面，該柵極覆蓋第三摻雜區(qū)的至少一部分并延伸至第三阱區(qū)以外的外延區(qū)606上，該第二增強(qiáng)型MOS器件的柵極與第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極604電連接。此外，該第三阱區(qū)和第三摻雜區(qū)可以經(jīng)由第四電極短路，該第四電極形成在外延區(qū)606的正面。
[0115]參考圖12，圖12示出了第五實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)，包括復(fù)合器件1200以及開(kāi)關(guān)電源控制裝置1201，該復(fù)合器件1200集成有增強(qiáng)型MOS器件1204、增強(qiáng)型MOS器件1205和耗盡型MOS器件1203。
[0116]進(jìn)一步而言，增強(qiáng)型MOS器件1204和增強(qiáng)型MOS器件1205的漏極D短路，連接到高壓端HV ;增強(qiáng)型MOS器件1204和增強(qiáng)型MOS器件1205的柵極G短路，連接到開(kāi)關(guān)電源控制裝置1201的驅(qū)動(dòng)端DRV ;耗盡型MOS器件1203的漏極D’同樣連接到高壓端HV，耗盡型MOS器件1203的柵極G’和源極S’分別連接到開(kāi)關(guān)電源控制裝置1201的控制端CTL和電源供電端VCC。
[0117]其中增強(qiáng)型MOS器件1204和耗盡型MOS器件1203的工作原理與圖8中的增強(qiáng)型MOS器件804以及耗盡型MOS器件803相同，這里不再贅述。
[0118]增強(qiáng)型MOS器件1205和增強(qiáng)型MOS器件1204的柵極G和漏極D分別短路在一起，驅(qū)動(dòng)端DRV可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)器件。在這兩個(gè)器件導(dǎo)通時(shí)，兩個(gè)器件的電流分別通過(guò)源極S和S’ ’流出。由于MOS器件的電流大小和器件有源區(qū)的面積成正比，因此，可以將增強(qiáng)型MOS器件1205與增強(qiáng)型MOS器件1204的有源區(qū)面積比例設(shè)定為1:N(例如，N可以是正整數(shù))，這樣通過(guò)增強(qiáng)型MOS器件1205就可以得到增強(qiáng)型MOS器件1204的電流的1/N。在系統(tǒng)應(yīng)用中可以利用上述電流做電流采樣設(shè)計(jì)。
[0119]圖13示出了圖12所示的復(fù)合器件1200的版圖1301，該版圖1301的正面具有增強(qiáng)型MOS器件1205和增強(qiáng)型MOS器件1204的柵極G ;正面還具有增強(qiáng)型MOS器件1204的源極S、增強(qiáng)型MOS器件1205的源極S’ 正面還具有耗盡型MOS器件1203的源極S’和柵極G’。復(fù)合器件的漏極在版圖1301的背面。區(qū)域1308’是耗盡型MOS器件1203的有源區(qū)；區(qū)域1308”是增強(qiáng)型MOS器件1205的有源區(qū)，區(qū)域1308是增強(qiáng)型MOS管1204的有源區(qū)。
[0120]參考圖14，圖14示出了圖13沿BB’方向的縱向剖面的示意圖。
[0121]該復(fù)合器件包括第一增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1408、耗盡型MOS器件的元胞部分1408’和第二增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1408”，三者都是有源區(qū)。以N型器件為例，該復(fù)合器件可以包括:N型摻雜的外延區(qū)1406,該外延區(qū)1406的背面具有第一電極1401,夕卜延區(qū)1406和第一電極1401短路，形成第一增強(qiáng)型MOS器件、耗盡型MOS器件和第二增強(qiáng)型MOS器件的漏極；P型摻雜的第一阱區(qū)1402、第二阱區(qū)1402’和第三阱區(qū)1402”，形成在外延區(qū)1406的正面；N型摻雜的第一摻雜區(qū)1405，形成在第一阱區(qū)1402內(nèi)；N型摻雜的第二摻雜區(qū)1405’，形成在第二阱區(qū)1402’內(nèi)；N型摻雜的第三摻雜區(qū)1405”，形成在第三阱區(qū)1402”內(nèi)#型摻雜的溝道區(qū)1413，位于第二阱區(qū)1402’內(nèi)，該溝道區(qū)1413從第二阱區(qū)1402’的邊界延伸至第二摻雜區(qū)1405’的邊界；第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極1404，形成于外延區(qū)1406的正面，該第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極1404覆蓋第一摻雜區(qū)1405的至少一部分并延伸至第一講區(qū)1402以外的外延區(qū)1406上；耗盡型MOS器件的柵極1404’,形成于外延層1406的正面，該耗盡型MOS器件的柵極1404’覆蓋溝道區(qū)1413并延伸至第二阱區(qū)1402’以外的外延區(qū)1406上；第二增強(qiáng)型MOS器件的柵極1404”，形成于外延區(qū)1406的正面，該第二增強(qiáng)型MOS器件的柵極1404”覆蓋第三摻雜區(qū)1405”的至少一部分并延伸至第三阱區(qū)1402”以外的外延區(qū)1406上；P型摻雜的第一引出區(qū)1409，與第一摻雜區(qū)1405并列形成于第一阱區(qū)1402內(nèi)；P型摻雜的第二引出區(qū)1409’，與第二摻雜區(qū)1405’并列形成于第二阱區(qū)1402’內(nèi)；P型摻雜的第三引出區(qū)1409”，與第三摻雜區(qū)1405”并列形成于第三阱區(qū)1402”內(nèi)。
[0122]其中，第一阱區(qū)1402、第一引出區(qū)1409以及第一摻雜區(qū)1405經(jīng)由第二電極1403短路，形成第一增強(qiáng)型MOS器件的源極；第二阱區(qū)1402’、第二引出區(qū)1409’以及第二摻雜區(qū)1405’經(jīng)由第三電極1403’短路，形成耗盡型MOS器件的源極；第三阱區(qū)1402”、第三引出區(qū)1409”以及第三摻雜區(qū)1405”經(jīng)由第四電極1403”短路，形成第二增強(qiáng)型MOS器件的源極。
[0123]第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極1404、耗盡型MOS器件的柵極1404’和第二增強(qiáng)型MOS器件的柵極1404”可以包括柵介質(zhì)層以及位于該柵介質(zhì)層上的柵電極，該柵電極例如可以是多晶娃柵電極。
[0124]該復(fù)合器件中還可以集成有隔離結(jié)構(gòu)1410以隔離第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件，該隔離結(jié)構(gòu)1410可以位于第一增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1408以及耗盡型MOS器件的元胞部分1408’之間。進(jìn)一步而言，該隔離結(jié)構(gòu)1410可以包括:P型摻雜的浮空阱區(qū)1415，該浮空阱區(qū)1415與第一阱區(qū)1402、第二阱區(qū)1402’并列形成在外延區(qū)1406的正面，該浮空阱區(qū)1415位于第一阱區(qū)1402和第二阱區(qū)1402’之間；形成于外延區(qū)1406正面的第一柵1414，該第一柵1414覆蓋浮空阱區(qū)1415的至少一部分和第一阱區(qū)1402的至少一部分，該第一柵1414還覆蓋浮空阱區(qū)1415和第一阱區(qū)1402之間的外延區(qū)1406 ;形成于外延區(qū)1406正面的第二柵1416，該第二柵1416覆蓋浮空阱區(qū)1415的至少一部分和第二阱區(qū)1402’的至少一部分，該第二柵1416還覆蓋浮空阱區(qū)1415和第二阱區(qū)1402’之間的外延區(qū)1406。該第一柵1414和第一阱區(qū)1402短路，例如可以通過(guò)第二電極1403短路，但并不限于此；第二柵1416和第二阱區(qū)1402’短路，例如可以通過(guò)第三電極1403’短路，但并不限于此。
[0125]該復(fù)合器件中還可以集成有隔離結(jié)構(gòu)1410’以隔離耗盡型MOS器件和第二增強(qiáng)型MOS器件。該隔離結(jié)構(gòu)1410’可以位于第二增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1408”以及耗盡型MOS器件的元胞部分1408’之間。該隔離結(jié)構(gòu)1410’可以包括:P型摻雜的浮空阱區(qū)1415’，該浮空阱區(qū)1415’與第三阱區(qū)1402”、第二阱區(qū)1402’并列形成在外延區(qū)1406的正面，該浮空阱區(qū)1415’位于第三阱區(qū)1402”和第二阱區(qū)1402’之間；形成于外延區(qū)1406正面的第三柵1414’，該第三柵1414’覆蓋浮空阱區(qū)1415’的至少一部分和第三阱區(qū)1402”的至少一部分，該第三柵1414’還覆蓋浮空阱區(qū)1415’和第三阱區(qū)1402”之間的外延區(qū)1406 ;形成于外延區(qū)1406正面的第四柵1416’，該第四柵1416’覆蓋浮空阱區(qū)1415’的至少一部分和第二阱區(qū)1402’的至少一部分，該第四柵1416’還覆蓋浮空阱區(qū)1415’和第二阱區(qū)1402’之間的外延區(qū)1406。該第三柵1414’和第三阱區(qū)1402”短路，例如可以通過(guò)第四電極1403”短路，但并不限于此；第四柵1416’和第二阱區(qū)1402’短路，例如可以通過(guò)第三電極1403’短路，但并不限于此。
[0126]該復(fù)合器件中還可以集成有隔離結(jié)構(gòu)1410”以隔離第一增強(qiáng)型MOS器件和第二增強(qiáng)型MOS器件。該隔離結(jié)構(gòu)1410”可以位于第二增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1408”以及第一增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1408之間。該隔離結(jié)構(gòu)1410”可以包括:P型摻雜的浮空阱區(qū)1415”，該浮空阱區(qū)1415”與第三阱區(qū)1402”、第一阱區(qū)1402并列形成在外延區(qū)1406的正面，該浮空阱區(qū)1415”位于第三阱區(qū)1402”和第一阱區(qū)1402之間；形成于外延區(qū)1406正面的第五柵1414”，該第五柵1414”覆蓋浮空阱區(qū)1415”的至少一部分和第三阱區(qū)1402”的至少一部分，該第五柵1414”還覆蓋浮空阱區(qū)1415”和第三阱區(qū)1402”之間的外延區(qū)1406 ；形成于外延區(qū)1406正面的第六柵1416”，該第六柵1416”覆蓋浮空阱區(qū)1415”的至少一部分和第一阱區(qū)1402的至少一部分，該第六柵1416”還覆蓋浮空阱區(qū)1415”和第一阱區(qū)1402之間的外延區(qū)1406。該第五柵1414”和第三阱區(qū)1402”短路，例如可以通過(guò)第四電極1403”短路，但并不限于此；第六柵1416”和第一阱區(qū)1402短路，例如可以通過(guò)第二電極1403短路，但并不限于此。
[0127]其中，該浮空阱區(qū)1415、浮空阱區(qū)1415’以及浮空阱區(qū)1415’’可以和第一阱區(qū)1402、第二阱區(qū)1402’和第三阱區(qū)1402”通過(guò)同一注入工藝形成。該第一柵1414、第二柵1416、第三柵1414’、第四柵1416’、第五柵1414”、第六柵1416”可以包括柵介質(zhì)層以及位于該柵介質(zhì)層上的柵電極，該柵電極例如可以是多晶硅柵電極。
[0128]在第一增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1408、耗盡型MOS器件的元胞部分1408’和第二增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1408”以外的區(qū)域，還可以具有高壓環(huán)1407，高壓環(huán)1407可以包括多個(gè)P型摻雜1410，該高壓環(huán)1407可以對(duì)應(yīng)于圖13所示的區(qū)域1307。
[0129]結(jié)合他13和圖14，上述三個(gè)器件都位于同一個(gè)高壓環(huán)1407內(nèi)，高壓環(huán)1407的結(jié)構(gòu)可以和增強(qiáng)型MOS器件或者耗盡型MOS器件的高壓環(huán)結(jié)構(gòu)等同。根據(jù)具體應(yīng)用，器件的電流大小的需求可以發(fā)生改變，相應(yīng)地可以調(diào)整有源區(qū)1308、1308’和1308’’的面積大小，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。
[0130]第六實(shí)施例
[0131]隨著產(chǎn)品應(yīng)用發(fā)展，后續(xù)會(huì)出現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)工作電壓越來(lái)越低的趨勢(shì)。當(dāng)對(duì)隔離耐壓的要求降低，譬如IOV以下的時(shí)候，針對(duì)上述復(fù)合器件結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步的簡(jiǎn)化。
[0132]如圖15，圖15示出了系統(tǒng)工作電壓降低后的復(fù)合器件的剖面結(jié)構(gòu)圖，該復(fù)合器件包括第一增強(qiáng)型MOS器件的元胞部分1508和耗盡型MOS器件的元胞部分1508’，二者都是有源區(qū)。該復(fù)合器件的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例基本相同，也包括外延區(qū)1506、第一電極1501、第一阱區(qū)1502、第一摻雜區(qū)1505、第一引出區(qū)1509、第二阱區(qū)1502’、第二摻雜區(qū)1505’、第二引出區(qū)1509’、第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極1504、耗盡型MOS器件的柵極1504’，第二電極1503、第三電極1503，。
[0133]本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別主要在于隔離結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)不同，本實(shí)施例的隔離結(jié)構(gòu)中不包含浮空阱區(qū)和第一柵，僅僅保留了形成于外延區(qū)1506正面的第二柵1516。該第二柵1516覆蓋第一阱區(qū)1502的至少一部分和第二阱區(qū)1502’的至少一部分，該第二柵1516還覆蓋第一阱區(qū)1502和第二阱區(qū)1502’之間的外延區(qū)1506。該第二柵1516和第二阱區(qū)1502’短路，例如可以通過(guò)第三電極1503’短路，但并不限于此。
[0134]相比于第一實(shí)施例，該復(fù)合器件可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化隔離結(jié)構(gòu)，節(jié)省復(fù)合器件的面積，降低成本。
[0135]圖15所示的實(shí)施例是在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上變更得到的，省去了隔離結(jié)構(gòu)中的浮空阱區(qū)和第一柵，但需要的是，該隔離結(jié)構(gòu)也適用于上述其他各個(gè)實(shí)施例。
[0136]另外，作為隔離結(jié)構(gòu)的另一種變形，在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上還可以省去隔離結(jié)構(gòu)中的浮空阱區(qū)和第二柵，僅保留第一柵。更加具體而言，該隔離結(jié)構(gòu)可以包括:形成于外延區(qū)正面的第一柵，該第一柵覆蓋第一阱區(qū)的至少一部分和第二阱區(qū)的至少一部分，該第一柵還覆蓋第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間的外延區(qū)，該第一柵和第一阱區(qū)短路，例如可以通過(guò)第二電極短路，但并不限于此。
[0137]與圖15所示的隔離結(jié)構(gòu)類似的，上述隔離結(jié)構(gòu)的變形也可以適用于前述各個(gè)實(shí)施例。
[0138]需要說(shuō)明的是，上述各個(gè)實(shí)施例中各個(gè)摻雜區(qū)域的摻雜類型是以N型器件為例進(jìn)行說(shuō)明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于P型器件而言，可以將各個(gè)摻雜區(qū)域的摻雜類型反型。上述各個(gè)實(shí)施例中，該第一增強(qiáng)型MOS器件和第二增強(qiáng)型MOS器件優(yōu)選為VDMOS器件。
[0139]另外，該復(fù)合器件中的第一增強(qiáng)型MOS器件、第二增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的數(shù)量都可以是一個(gè)或者多個(gè)。
[0140]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，只是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單的修改、等同的變換，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合器件，其特征在于，該復(fù)合器件集成有第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件，該復(fù)合器件包括: 第一摻雜類型的外延區(qū)，該外延區(qū)作為所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的漏極； 并列形成在所述外延區(qū)正面的第一阱區(qū)和第二阱區(qū)，所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)具有第二摻雜類型，該第二摻雜類型與第一摻雜類型相反； 第一摻雜類型的第一摻雜區(qū)，形成于所述第一阱區(qū)中，該第一摻雜區(qū)作為所述第一增強(qiáng)型MOS器件的源極； 第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極，形成于所述外延區(qū)的正面，該第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極覆蓋所述第一摻雜區(qū)的至少一部分并延伸至所述第一阱區(qū)以外的外延區(qū)上； 第一摻雜類型的第二摻雜區(qū)，形成于所述第二阱區(qū)內(nèi)，該第二摻雜區(qū)作為所述耗盡型MOS器件的源極； 第一摻雜類型的溝道區(qū)，位于所述第二阱區(qū)內(nèi)，并且該溝道區(qū)從所述第二阱區(qū)的邊界延伸至所述第二摻雜區(qū)的邊界； 耗盡型MOS器件的柵極，形成于所述外延層的正面，該耗盡型MOS器件的柵極覆蓋所述溝道區(qū)并延伸至所述第二阱區(qū)以外的外延區(qū)上； 其中，所述外延區(qū)與第一電極短路，該第一電極形成于所述外延區(qū)的背面；所述第一阱區(qū)和第一摻雜區(qū)經(jīng)由第二電極短路，所述第二阱區(qū)和第二摻雜區(qū)經(jīng)由第三電極短路，該第二電極和第三電極形成于所述外延區(qū)的正面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合器件，其特征在于，該復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括用于隔離所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)包括: 第二摻雜類型的浮空阱區(qū)，與所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)并列形成于所述外延區(qū)的正面，并且所述浮空阱區(qū)位于所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間； 形成于所述外延區(qū)正面的第一柵，該第一柵覆蓋所述浮空阱區(qū)的至少一部分和所述第一阱區(qū)的至少一部分，該第一柵還覆蓋所述浮空阱區(qū)和第一阱區(qū)之間的外延區(qū)； 形成于所述外延區(qū)正面的第二柵，該第二柵覆蓋所述浮空阱區(qū)的至少一部分和所述第二阱區(qū)的至少一部分，該第二柵還覆蓋所述浮空阱區(qū)和第二阱區(qū)之間的外延區(qū)； 其中，所述第一柵和所述第一阱區(qū)短路，所述第二柵和所述第二阱區(qū)短路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合器件，其特征在于，所述第一柵和所述第一阱區(qū)經(jīng)由所述第二電極短路，所述第二柵和所述第二阱區(qū)經(jīng)由所述第三電極短路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合器件，其特征在于，該復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括用于隔離所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)包括: 第二摻雜類型的浮空阱區(qū)，與所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)并列形成于所述外延區(qū)的正面，并且所述浮空阱區(qū)位于所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間； 介質(zhì)層，形成于所述外延層的正面，該介質(zhì)層覆蓋所述浮空阱區(qū)并延伸至所述浮空阱區(qū)以外的外延層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合器件，其特征在于，該復(fù)合器件還包括用于隔離所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)包括: 第二摻雜類型的浮空阱區(qū)，與所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)并列形成于所述外延區(qū)的正面，并且所述浮空阱區(qū)位于所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間； 形成于所述外延區(qū)正面的第二柵，該第二柵覆蓋所述浮空阱區(qū)的至少一部分和所述第二阱區(qū)的至少一部分，該第二柵還覆蓋所述浮空阱區(qū)和第二阱區(qū)之間的外延區(qū)，所述第二柵和所述第二阱區(qū)短路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合器件，其特征在于，所述第二柵和所述第二阱區(qū)經(jīng)由所述第三電極短路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合器件，其特征在于，該復(fù)合器件還包括用于隔離所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)包括: 形成于所述外延區(qū)正面的第二柵，該第二柵覆蓋所述第一阱區(qū)的至少一部分和所述第二阱區(qū)的至少一部分，該第二柵還覆蓋所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間的外延區(qū)，所述第二柵和所述第二阱區(qū)短路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合器件，其特征在于，所述第二柵和所述第二阱區(qū)經(jīng)由所述第三電極短路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合器件，其特征在于，該復(fù)合器件還包括用于隔離所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件的隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)包括: 形成于所述外延區(qū)正面的第一柵，該第一柵覆蓋所述第一阱區(qū)的至少一部分和所述第二阱區(qū)的至少一部分，該第一柵還覆蓋所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之間的外延區(qū)，所述第一柵和所述第一阱區(qū)短路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合器件，其特征在于，所述第一柵和所述第一阱區(qū)經(jīng)由所述第二電極短路。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10中任一項(xiàng)所述的復(fù)合器件，其特征在于，所述浮空阱區(qū)與所述第一阱區(qū)、第二阱區(qū)采用同一注入工藝或不同的注入工藝形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的復(fù)合器件，其特征在于，該復(fù)合器件還集成有第二增強(qiáng)型MOS器件，其中， 所述外延區(qū)作為所述第二增強(qiáng)型MOS器件的漏極； 所述外延區(qū)的正面還形成有第三阱區(qū)，該第三阱區(qū)具有第二摻雜類型，該第三阱區(qū)與所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)并列； 所述第三阱區(qū)中形成有第一摻雜類型的第三摻雜區(qū)，該第三摻雜區(qū)作為所述第二增強(qiáng)型MOS器件的源極； 第二增強(qiáng)型MOS器件的柵極，形成于所述外延區(qū)的正面，該第二增強(qiáng)型MOS器件的柵極覆蓋所述第三摻雜區(qū)的至少一部分并延伸至所述第三阱區(qū)以外的外延區(qū)上，該第二增強(qiáng)型MOS器件的柵極與所述第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極電連接； 其中，所述第三阱區(qū)和第三摻雜區(qū)經(jīng)由第四電極短路，該第四電極形成于所述外延區(qū)的正面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的復(fù)合器件，其特征在于，還包括: 第二摻雜類型 的第一引出區(qū)，形成于所述第一阱區(qū)中，該第一引出區(qū)與所述第一摻雜區(qū)經(jīng)由所述第二電極短路； 第二摻雜類型的第二引出區(qū)，形成于所述第二阱區(qū)中，該第二引出區(qū)與所述第二摻雜區(qū)經(jīng)由所述第三電極短路。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的復(fù)合器件，其特征在于，所述第一增強(qiáng)型MOS器件和耗盡型MOS器件共用同一高壓環(huán)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的復(fù)合器件，其特征在于，所述第一增強(qiáng)型MOS器件的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，所述耗盡型MOS器件的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。
16.一種開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，包括權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的復(fù)合器件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，包括: 開(kāi)關(guān)電源控制裝置，其具有電源供電端、控制端和驅(qū)動(dòng)端； 所述復(fù)合器件，該復(fù)合器件中第一增強(qiáng)型MOS器件的柵極連接至所述開(kāi)關(guān)電源控制裝置的驅(qū)動(dòng)端，該復(fù)合器件中耗盡型MOS器件的柵極連接至所述開(kāi)關(guān)電源控制裝置的控制端，該復(fù)合器件中耗盡型MOS器件的源極連接至所述開(kāi)關(guān)電源控制裝置的電源供電端。
【文檔編號(hào)】H01L29/10GK203787431SQ201420192012
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】張邵華 申請(qǐng)人:杭州士蘭微電子股份有限公司