[发明专利]用于电池保护的半导体器件

说明书

本公开提供一种半导体器件，包括：第一元胞区，第一元胞区形成有第一场效应晶体管；第二元胞区，第二元胞区形成有第二场效应晶体管，第二场效应晶体管作为第一开关，第一开关用于控制第一场效应晶体管的源极与衬底之间的连通与断开；以及第三元胞区，第三元胞区形成有第二开关，第二开关用于控制第一场效应晶体管的栅极与漏极之间的连通与断开；其中，第一元胞区、第二元胞区以及第三元胞区依次形成，第二元胞区形成在第一元胞区与第三元胞区之间。

技术领域

本公开属于半导体技术领域，本公开尤其涉及一种用于电池保护的半导体器件。

背景技术

在电池系统中，电池的过度充电和过度放电不仅会降低电池的使用寿命，严重时还会引发爆炸和火灾的安全事故。该电池例如为锂电池组等。

现有技术中的电池系统中的用于电池保护的器件，在电池过度充电或者过度放电的情形下，往往不能彻底地关断充电电流或者放电电路，存在安全隐患。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供一种用于电池保护的半导体器件。

本公开的用于电池保护的半导体器件通过以下技术方案实现。

本公开的半导体器件，包括：第一元胞区，第一元胞区形成有第一场效应晶体管；第二元胞区，第二元胞区形成有第二场效应晶体管，第二场效应晶体管作为第一开关，第一开关用于控制第一场效应晶体管的源极与衬底之间的连通与断开；以及第三元胞区，第三元胞区形成有第二开关，第二开关用于控制第一场效应晶体管的栅极与漏极之间的连通与断开；其中，第一元胞区、第二元胞区以及第三元胞区依次形成，第二元胞区形成在第一元胞区与第三元胞区之间。

根据本公开的至少一个实施方式的半导体器件，第一元胞区包括源极区、衬底电极区、栅极区以及漏极区，第一元胞区中形成第一寄生二极管和第二寄生二极管，第一寄生二极管和第二寄生二极管构成反向串联结构，第一寄生二极管及第二寄生二极管形成在源极区与漏极区之间，第一元胞区中形成的第一寄生二极管以及第二寄生二极管的衔接区域至少形成在衬底电极区上。

根据本公开的至少一个实施方式的半导体器件，第二元胞区包括源极区、衬底电极区、栅极区以及漏极区，第二元胞区形成的第二场效应晶体管具有第四寄生二极管(D4)，第四寄生二极管形成在第二场效应晶体管的源极区与衬底电极区之间。

根据本公开的至少一个实施方式的半导体器件，第三元胞区包括栅极区以及漏极区，在第三元胞区的漏极区与栅极区之间形成第三寄生二极管和电阻，第三寄生二极管和电阻构成串联结构。

根据本公开的至少一个实施方式的半导体器件，第一元胞区、第二元胞区以及第三元胞区共用衬底。

根据本公开的至少一个实施方式的半导体器件，第一场效应晶体管为NMOS晶体管；第一元胞区包括源极区、衬底电极区、栅极区以及漏极区，衬底电极区包括第一衬底电极区和第二衬底电极区；第一元胞区包括P型衬底以及介质层，P型衬底与介质层之间至少形成N型漂移区，N型漂移区中形成有P型阱区，P型阱区中至少形成第一P型高掺杂区，P型衬底中形成第二P型高掺杂区，第一衬底电极区形成在介质层中，第一衬底电极区与第一P型高掺杂区接触，第二衬底电极区形成在介质层上，第二衬底电极区的至少一部分穿过介质层与第二P型高掺杂区接触，P型阱区与P型衬底通过N型漂移区间隔，P型阱区中形成有N型阱区，N型阱区中形成有第一N型高掺杂区，第一N型高掺杂区与P型阱区通过N型阱区间隔，N型漂移区中形成有第二N型高掺杂区，源极区形成在介质层上，源极区的至少一部分穿过介质层与第一N型高掺杂区接触，漏极区形成在介质层上，漏极区的至少一部分穿过介质层与第二N型高掺杂区接触，栅极区形成在介质层中。