[发明专利]集成采样功能的超高压LDMOS复合管及工艺方法

说明书

本发明公开了一种集成采样功能的超高压LDMOS复合管，可以对超高压LDMOS管进行电流采样。在超高压LDMOS管后级串联一个作为采样管的低压CMOS管，并通过版图设计把低压CMOS集成在超高压LDMOS管内，超高压晶体管的源端同时是采样管CMOS管的漏端，超高压LDMOS管的栅极与低压CMOS管的栅极各自独立控制，且平行等间距、各自首尾相接呈闭环结构，这样的结构形式可以最大限度保证超高压LDMOS晶体管版图形式紧凑及场板性能，由于低压CMOS管和超高压LDMOS管栅极平行布局且间距很近，使得两者的沟道长度差异随工艺波动很小，所以采样时匹配性很高，采样比精度高，保证超高耐压能力，同时保证了采样管和被采样管在沟道总宽度上的一致性，提高采样精度与匹配度。

技术领域

本发明涉及半导体器件设计及制造领域，特别是指一种集成采样功能的LDMOS复合管。本发明还涉及所述器件的工艺方法。

背景技术

LDMOS（LDMOS：Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor 横向双扩散金属氧化物半导体）器件为一种高耐压场效应管，能用于形成电流采样电路。一般采样管和被采样管，分集成和分立两种。分立是在采样管的外部区域再制作一个小尺寸的采样管，各个结构完全独立，这种结构比较占用版图面积，另外的集成式是在大尺寸的被采样管的内部再制作一个小尺寸的采样管，该采样管能与被采样管共用一部分结构，因此对节省版图面积有很大的优势。如图1所示，是现有集成的采样功能的LDMOS管的示意图，整个器件包含有采样管和被采样管，整个器件结构呈现梳齿形状，被采样管是由多个重复单元构成的一个尺寸比较大、电流驱动能力很强的大管子，而采样管是一个尺寸较小的管子。图1的版图设计中，采样管和被采样管的多晶硅栅极共用，漏区201也是共用，而两个源区211、202分开接出形成各自的源极电极。被采样管的各功能区也分别为封闭式结构、且是由各个呈条形结构的单元结构连接而成，各呈条形结构的单元结构的排列如图1所示可知，以源区、漏区漂移区和漏区为例，一个最小的循环单元为漏区201、漏区漂移区203、源区202。相邻的漏区漂移区的条形结构首尾相连形成一类环形的封闭式结构，整个漏区位于该封闭式结构的里侧、整个源区202位于该封闭式结构的外侧。其中呈平行轨道型且环绕封闭的是多晶硅栅极和多晶硅场板，多晶硅同时充当栅极及连接栅极的导线。

集成型结构的好处在于：采样管和被采样管的漏区是共用的，节省版图面积；采样管放置在被采样管的中间，两个管子的匹配特性很好，受工艺偏差的影响很小，被采样管工作时的温度也会影响到采样管的温度，减小两个管子之间的温度差，所以受温度的影响也小；采样管电流能力可以通过多晶硅栅极围成的梳齿型结构的长轴来调整。

但是，由于超高压LDMOS作为驱动管使用时，总电流比较大，采用采样管调节输出电流，一般通过调整宽长比来调整采样比例。这种做法的弊端一个是采样比不稳定，因为共用一个漏区（Drain），采样用的小管子Drain总长度和驱动管大管子一样，而源区区域很小，管子不对称而造成电流偏大而影响采样比，另一个是采样用的管子宽度是固定的（取决于独立出来的源区宽度），因此结构设计好后采样比也是固定的，无法调整。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种集成采样功能的LDMOS复合管，具备对LDMOS管进行电流采样的能力，且采样比例可调。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供所述LDMOS复合管的制造工艺方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种集成采样功能的超高压LDMOS复合管，包含一个超高压LDMOS管，以及一个低压CMOS管，其包含：

在复合管中，所述低压CMOS管是采样管，所述超高压LDMOS管是被采样管，所述超高压的被采样管的尺寸远大于采样管，所述的采样管是串接于超高压LDMOS管之后，即采样管的漏区同时也是被采样管的源区，被采样管的漏区与采样管的源区分别独立引出；

被采样管的栅极与采样管的栅极各自独立引出；