專利名稱：Mos功率管的柵極保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種MOS功率管的柵極保護裝置。
背景技術：
眾所周知，MOS功率晶體管柵-源之間和柵-漏之間，由于存在絕緣介質(SiO2)而特別容易被運輸或其它可能的人為因素，在柵電極上感生靜電荷，形成在柵-源和柵-漏電極間或正偏或反偏的感生電壓。該感生電壓是造成柵介質層擊穿、器件失效的主要原因。通常的保護結構是在器件制作的同時，于芯片上制作一個p-n結，通過金屬互連技術，在MOS器件的柵-源之間并聯(lián)該p-n結二極管。利用該p-n結反向擊穿電壓特性來保護MOS功率晶體管的柵介質。這種保護電路結構在使用中，存在如下問題(1)若發(fā)生柵源之間正負極性的人為錯誤連接，容易燒毀該二極管，除非該二極管有足夠的正向電流容限，(這將增加很多芯片面積)。(2)柵保護電壓容限受單個p-n結反向擊穿電壓值限制。但按照上述柵保護電路的原理，當柵、漏和柵、源電極引線之間存在正、負不同偏壓時，柵保護電壓的耐量會有很大差異，這給柵保護設計帶來困難。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種改進的MOS功率管的柵極保護裝置，無論柵—源間或柵—漏間存在或正或反的電壓，都能確保柵極抗靜電保護能力。
為達到上述目的，本實用新型采用下述技術方案一種MOS功率管的柵保護裝置，制作在MOS功率管的終端區(qū)硅單晶襯底上，其特征在于電路結構是在MOS功率管的柵極與源極之間和柵極與漏極之間，分別各連接一對取向相反的PN結二極管。
上述的MOS功率管的在MOS功率管的柵極與源極之間和柵極與漏極之間，分別連接并聯(lián)的多對取向相反的PN結二極管或串聯(lián)的多對取向相反的PN結二極管。
上述的MOS功率管的在MOS功率管的柵極與源極之間和柵極與漏極之間，連接取向相反的PN結二極管的結構是在硅單晶襯底的P型擴散區(qū)上有二塊多晶硅層，其中一塊多晶硅層的金屬界面連接MOS功率管的柵極的金屬界面，另一塊多晶硅層的金屬界面連接MOS功率管的源極的金屬界面。硅單晶襯底的N區(qū)連MOS功率管的漏極。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下顯而易見的特點和優(yōu)點在本實用新型中單晶硅的襯底的P型擴散區(qū)與多晶硅層之間形成多晶硅—硅PN結二極管，單晶硅襯底的P型區(qū)與N型區(qū)之間也形成PN結二極管，則柵—源之間和柵—漏間各連接一對取向相反的PN結二極管。這種柵保護電路，無論柵—源間或柵—漏間存在或正或反的電壓，都能實現(xiàn)柵抗靜電保護，只要設計兩對取向相反的PN結二極管的反向擊穿電壓值低于柵介質擊穿電壓，則可確保柵極抗靜電保護能力。


圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。
圖2是圖1示例的電路結構示意圖。
圖3是本實用新型第二實施例的電路結構示意圖。
圖4是本實用新型第三個實施例的電路結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的一個優(yōu)選實施例是參見圖1，圖中點劃線的右側是MOS功率管，左側是其柵保護裝置。柵極G與源極S之間和柵極G與漏極D之間，連接取向相反的PN結二極管的結構是在硅單晶襯底1的P型擴散區(qū)2上有二塊多晶硅層4、5，嵌扣在二氧化硅層7中，其中一塊多晶硅層4的金屬界面3連接MOS功率管的柵極G的金屬界面，另一塊多晶硅層5的金屬界面6連接MOS功率管的源極S的金屬界面。硅單晶襯底1的N區(qū)連接MOS功率管的漏極D。
本實用新型的另一個實施例的電路結構示意圖，參見圖3，在MOS功率管的柵極G與源極S之間和柵極G與漏極D之間，分別連接并聯(lián)的多對取向相反的PN結二極管。
本實用新型的第三個實施例的電路結構示意圖，參見圖4，在MOS功率管的柵極G與源極S之間和柵極G與漏極D之間，分別連接串聯(lián)的多對取向相反的PN結二極管。
權利要求1.一種MOS功率管的柵極保護裝置，制作在MOS功率管的終端區(qū)硅單晶襯底上，其特征在于電路結構是在MOS功率管的柵極(G)與源極(S)之間和柵極(G)與漏極(D)之間，分別各連接一對取向相反的PN結二極管。
2.根據(jù)權利要求1所述的MOS功率管的柵極保護裝置，其特征在于在MOS功率管的在MOS功率管的柵極(G)與源極(S)之間和柵極(G)與漏極(D)之間，分別連接并聯(lián)的多對取向相反的PN結二極管或串聯(lián)的多對取向相反的PN結二極管。
3.根據(jù)權利要求1所述的MOS功率管的柵極保護裝置，其特征在于在MOS功率管的在MOS功率管的柵極(G)與源極(S)之間和柵極(G)與漏極(D)之間，連接取向相反的PN結二極管的結構是在硅單晶襯底(1)的P型擴散區(qū)(2)上有二塊多晶硅層(4、5)，其中一塊多晶硅層(4)的金屬界面(3)連接MOS功率管的柵極(G)的金屬界面，另一塊多晶硅層(5)的金屬界面(6)連接MOS功率管的源極(S)的金屬界面。硅單晶襯底(1)的N區(qū)連接MOS功率管的漏極(D)。
專利摘要本實用新型涉及一種MOS功率管的柵極保護裝置，它制作在MOS功率管的終端區(qū)硅單晶襯底上，其特征在于電路結構是在MOS功率管的柵極(G)與源極(S)之間和柵極(G)與漏極(D)之間，分別各連接一對取向相反的PN結二極管。本實用新型無論柵—源間或柵—漏間存在或正或反的電壓，都能確保柵極抗靜電保護能力。
文檔編號H01L29/66GK2653696SQ0320991
公開日2004年11月3日 申請日期2003年8月21日 優(yōu)先權日2003年8月21日
發(fā)明者徐志平, 程東方, 沈偉星, 張珺 申請人:上海大學