本发明专利技术提供一种平面单片式高电压集成电路，包含具有一高电压扩散连接的功率场效应晶体管和/或双极功率晶体管。该高电压集成电路还包含几种类型的高电压、低电流场效应晶体管，例如耗尽型晶体管和/或增强型晶体管，和/或高电压-低电流双极晶体管。所述高电压-低电流晶体管以不同的结合方式通过共享他们的高电压扩散连接集成于所述高电压-高电流晶体管或功率晶体管结构中，其在减小芯片面积的同时也增强了设计的通用性。隔离扩散结构和掩埋扩散结构提供较高的工作电压和/或增强的耗尽型场效应晶体管关断。高电压-低电流绝缘栅场效应晶体管的体区和/或双极晶体管的基区与接地隔离扩散区或者隔离、或者连接，进一步改善了设计通用性。??
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路，更具体而言，本申请涉及一种具有功率场效应晶体管和/或双极功率晶体管的平面单片式高电压集成电路，所述功率场效应晶体管和/或双极功率晶体管具有高电压扩散连接。
技术介绍
在一些应用中，高电压集成电路在单一整片的集成模块上，典型地既包含高电压 晶体管也包含低电压晶体管。高电压晶体管为承受所施加的大电压而具有比低电压晶体管大的尺寸，这适用于所有高电压晶体管，无论其传输高电流还是传输低电流，否则，高电压晶体管可能会有问题，例如结击穿或材料击穿，其导致集成电路中产生不可控电流。该不可控电流可能导致较差的可靠性、甚至致命故障。由于包含多个、大型(large)高电压晶体管而导致的较大芯片面积会产生较高的芯片成本和较低的良率。高电压-低电流晶体管，尽管宽度比高电压-高电流晶体管(有时称为功率晶体管)小，但如果像传统的独立晶体管一样设计，仍然会因为高电压扩散需要的尺寸而占用相对大的芯片面积。因此，在集成电路中，高电压晶体管通常会比低电压晶体管少，甚至有时只有一个高电压晶体管。在这些应用的一些子类(sub-group)中，高电压会分别利用开集或开漏的结构、通过高电压-高电流双极晶体管或高电压-高电流场效应晶体管施加于芯片中。这样，高电压便可以被隔离于高电压-高电流晶体管中的、特别大面积的扩散结构。低电压可以通过附加的外部电源供给芯片。更期望地，为降低整个系统的成本和复杂性，供给芯片所需的低电压可以通过在片上、可调的低电压电源电路，从单一的外部高电压电源，经过功率晶体管，提供整个集成电路的功率。该片上、可调的低电压电源的功能(capabilities)取决于除具有闻电压_闻电流的功率晶体管之外，还具有闻电压_低电流的晶体管的电路。在诸如传统的高电压集成电路中，提供片上、可调的低电压电源，其既需要高电压-高电流的晶体管，也需要高电压-低电流的晶体管，其代价是导致相对大的芯片面积、相对大的成本，和低良率。因此，需要新的高电压集成电路，其占用较小的芯片面积但能使电路具有多个闻电压晶体管。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有功率场效应晶体管和/或双极功率晶体管的平面单片式高电压集成电路，所述功率场效应晶体管和/或双极功率晶体管具有高电压扩散连接，以在减小芯片面积的同时也增强设计的通用性。根据本专利技术的一实施例，提供一平面的、单片的、包含形成在一第二导电类型的半导体衬底上的一第一导电类型的半导体区的高电压集成电路。该半导体区与所述半导体衬底形成一 p-n结。该集成电路在该半导体区上进一步包含所述第一导电类型的一第一扩散区。该半导体区在该第一扩散区和半导体衬底间垂直延伸。所述平面的、单片的高电压集成电路进一步包含一第一场效应晶体管，其包含第一栅极和位于所述半导体区上方并且位于所述第一栅极和所述半导体区之间的第一栅极介电层。该第一栅极介电层具有一第一边界和一第二边界。第一场效应晶体管在该半导体区上还包含所述第二导电类型的一第一体区。该第一体区(i)与部分该第一栅极介电层在第一栅极介电层的第一边界上重叠，(ii)与所述半导体区形成一 P-n结，以及(iii)在该第一栅极介电层下方具有边界。所述第一场效应晶体管在第一体区中还包含所述第一导电类型的一第二扩散区，该第二扩散区(i)在所述第一栅极介电层的第一边界与部分所述第一栅极介电层重叠，(ii)与所述第一体区形成一 P-n结，以及(iii)在该第一栅极介电层下具有边界。所述第一栅极与第二扩散区重叠的部分要少于该第一栅极与所述第一体区重叠的部分。一第一沟道形成于第一栅极介电层下方的第一体区中，并且形成与第二扩散区的边界与第一体区的边界之间。第一栅极介电层在第一栅极介电层的第二边界与所述半导体区重合。所述第一沟道区和所述第一扩散区之间的所述半导体区的一部分是一漂移区。第一扩散区与所述第一沟道区保持横向间距并被设置为接受高电压。所述平面的、单片的高电压集成电路还包含一第二场效应晶体管，其包含一第二栅极和一第二栅极介电层，该第二场效应晶体管设置于所述第二栅极和所述半导体区之间 并且在所述半导体区上方。该第二栅极介电层具有一第一边界和一第二边界。所述第二场效应晶体管在所述半导体区上方还包含所述第一导电类型的一第三扩散区。该第三扩散区靠近所述第二栅极介电层的第一边界。所述第二栅极介电层(i)侧置于第一扩散区和第三扩散区之间，(ii)在所述第二场效应晶体管的一第二沟道上方，以及(iii)在第二栅极介电层的第二边界与所述半导体区重叠。所述半导体区位于第二沟道区和第一扩散区之间的部分是一漂移区。该第一扩散区与第二沟道区保持横向间距并被设置为接受高电压。根据一个具体的实施例，所述第二场效应晶体管在所述半导体区上中包含所述第二导电类型的一第四扩散区。该第四扩散区(i)与所述半导体区形成一 P-n结，(ii)在第二栅极介电层的第一边界与部分第二栅极介电层重叠，以及(iii)侧置于第二栅极介电层和第三扩散区之间。位于所述第四扩散区和衬底之间的部分半导体区是一第三沟道区。所述第四扩散区与所述第三扩散区保持横向间距并被构置为接受一比高电压小的工作电压。如果施加工作电压，该第二场效应晶体管的该第三沟道区会适于耗尽。根据另一具体的实施例，所述第二场效应晶体管在所述半导体区上还包含所述第二导电类型的一第二体区。该第二体区(i)在第二栅极介电层的第一边界与部分第二栅极介电层重叠，(ii)与所述半导体区形成一 p-n结，以及(iii)在第二栅极介电层下方具有一边界。该第三扩散区(i )是在所述第二体区中，(ii )在第二栅极介电层的第一边界与部分第二栅极介电层重叠，(iii)与第二体区形成一 P-n结，以及(iv)在第二栅极介电层下方具有一边界。所述第二栅极介电层与第三扩散区重叠的部分要少于该第二栅极介电层与第二体区重叠的部分。所述第二场效应晶体管的所述第二沟道区是在第二栅极介电层下方、并且位于第三扩散区的边界和第二体区的边界之间。根据又一具体实施例，所述平面的、单片的高电压集成电路在所述半导体衬底上还包含一第一导电类型的一延伸扩散区。该延伸扩散区与所述半导体衬底形成一 P-n结，并具有比第一扩散区的横向延伸更宽的一横向延伸。根据又一具体实施例，所述平面的、单片的高电压集成电路在半导体衬底上还包含所述第二导电类型的一掩埋扩散区。该掩埋扩散区与所述半导体区形成一 P-n结。该掩埋扩散区的掺杂浓度高于所述半导体衬底的掺杂浓度。该集成电路在所述半导体区中还包含所述第二导电类型的一隔离扩散区，并且该隔离扩散区从所述半导体区的上表面延伸进入所述掩埋扩散区。该隔离扩散区与所述半导体区形成一 P-n结。该掩埋扩散区和该隔离扩散区形成一横向环形带，该横向环形带将第一场效应晶体管、第二场效应晶体管和第一扩散区同在该集成电路上的其它装置隔离开来。根据再一实施例，第四扩散区电耦合至所述第二栅极。根据又一实施例，所述平面的、单片的高电压集成电路在第二场效应晶体管下方的半导体衬底中还包含所述第一导电类型的一掩埋扩散区。该掩埋扩散区与所述半导体衬底形成一 P-n结，并且该掩埋扩散区的掺杂浓度高于所述半导体区的掺杂浓度。根据再一实施例，所述隔离区与所述第一场效应晶体管的所述第一体区重叠。根据又一实施例，所述第一场效应晶体管的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种平面单片式高电压集成电路包含：在一第二导电类型的一半导体衬底上的一第一导电类型的一半导体区，该半导体区与所述半导体衬底形成一p?n结；在所述半导体区中的所述第一导电类型的一第一扩散区，所述半导体区在所述第一扩散区和所述半导体衬底之间垂直延伸；一第一场效应晶体管包含：????一第一栅极；????位于所述半导体区上方并且位于所述第一栅极和所述半导体区之间的一第一栅极介电层，该第一栅极介电层具有一第一边界和一第二边界；????在所述半导体区中的所述第二导电类型的一第一体区，其中第一体区：????????在第一栅极介电层的第一边界与部分第一栅极介电层重叠；????????与所述半导体区形成一p?n结；以及????????在所述第一栅极介电层下方具有一边界；以及????在所述第一体区中的所述第一导电类型的一第二扩散区，其中该第二扩散区：??????????在第一栅极介电层的第一边界与部分第一栅极介电层重叠；????????与所述第一体区形成一p?n结；以及????????在所述第一栅极介电层下方具有一边界；其中：????????????所述第一栅极与所述第二扩散区重叠的部分要少于该第一栅极与所述第一体区重叠的部分；????????????位于所述第一栅极介电层下方并且位于所述第二扩散区的边界和所述第一体区的边界之间的第一体区是一第一沟道区；????第一栅极介电层在第一栅极介电层的第二边界与所述半导体区重叠；????所述第一沟道区和所述第一扩散区之间的部分所述半导体区是一漂移区；以及????????????第一扩散区与所述第一沟道区保持横向间距，并被构置为接受一高电压；一第二场效应晶体管包含：??????一第二栅极；??????位于所述半导体区上方且位于所述第二栅极和所述半导体区之间的一第二栅极介电层，该第二栅极介电层具有一第一边界和一第二边界；以及??????在所述半导体区中的所述第一导电类型的一第三扩散区，其中，该第三扩散区靠近所述第二栅极介电层的所述第一边界，其中所述第二栅极介电层：???????侧置于所述第一扩散区和第三扩散区之间；???????位于所述第二场效应晶体管的一第二沟道区上方；以及???????在所述第二栅极介电层的第二边界与所述半导体区重叠；其中???????所述第二沟道区和所述第一扩散区之间的部分半导体区是一漂移区，以及???????所述第一扩散区与所述第二沟道区保持横向间距，并且被构置为接受所述高电压。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞纳斯·乔，
申请(专利权)人：普缘芯半导体科技上海有限公司，普缘芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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