[发明专利]与高压垂直晶体管集成的感测FET

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

主垂直晶体管，其包括：

第一导电类型的衬底；

设置在衬底之上的半导体材料柱，所述柱具有宽度和沿第一横向延伸的长度，第一源极区包括设置在所述柱的顶表面处或附近的第一导电类型的一个或多个区域，第二导电类型的本体区被设置在第一源极区下面的柱中，第一导电类型的延伸漏极区被设置在本体区下面的柱中；

分别设置在柱的相对侧的第一和第二介电区域，第一介电区域被柱横向包围，并且第二介电区域横向包围所述柱；

分别设置在第一和第二介电区域中的第一和第二场板；

分别设置在邻近本体区的柱的顶表面处或附近的第一和第二介电区域中的第一和第二栅极元件，所述第一和第二栅极元件通过具有第一厚度的栅极氧化物与本体区分开；

感测晶体管，其包括：

设置在柱的顶表面处或附近的第一导电类型的第二源极区，第二源极区沿第一横向借助延伸到柱的顶表面的本体区的区域与第一源极区分开，

其中感测晶体管用来采样在主垂直晶体管中流动的电流的小部分。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述柱设置成跑道形布局。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，进一步包括：

电接触所述一个或多个第一源极区的源电极；

电接触第二源极区的感测源电极；以及

电接触衬底的底表面的漏电极。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，进一步包括设置在本体区下面的柱中的延伸漏极区。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中沿第一横向的所述长度比所述宽度大至少30倍。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中第一和第二栅极元件与第一和第二场板绝缘。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中第一源极区进一步包括设置在柱的顶表面处或附近的第二导电类型的一个或多个区域，第一和第二导电类型的该一个或多个区域沿第一横向以交替方式设置使得第一导电类型的该一个或多个区域中的每一个与第二导电类型的该一个或多个区域中的一个邻接。

8.一种半导体器件，包括：

主垂直场效应晶体管(FET)；以及

感测FET，主垂直FET和感测FET都形成在形成在第一导电类型的衬底上的半导体材料柱上，所述柱具有宽度和沿第一横向延伸的长度，第一和第二介电区域设置在柱的相对侧，第一和第二栅极元件分别设置得邻近在柱本体区的顶表面处或附近的第一和第二介电区域中的柱，主垂直FET和感测FET两者共享形成在衬底之上的柱中的第一导电类型的延伸漏极区，第一和第二栅极元件也通常被主垂直FET和感测FET共享；

主垂直FET进一步包括：

设置在延伸漏极区上的柱中的第二导电类型的第一本体区；以及

设置在柱的顶表面处或附近的第一源极区，所述源极区借助第一本体区与延伸漏极区垂直分开；

感测FET进一步包括：

设置在延伸漏极区上的柱中的第二导电类型的第二本体区；以及

设置在柱的顶表面处或附近的第二源极区，所述第二源极区借助第二本体区与延伸漏极区垂直分开，第二源极区与第一源极区沿第一横向分开并且电隔离，

其中感测FET用来采样在主垂直FET中流动的电流的小部分。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，进一步包括分别设置在第一和第二介电区域中的第一和第二场板。

10.根据权利要求9所述的半导体器件，进一步包括：

电接触第一源极区的源电极；

电接触第二源极区的感测源电极；以及

电接触衬底的底表面的漏电极。

11.根据权利要求10所述的半导体器件，其中源电极也电接触第一和第二场板。

12.根据权利要求8所述的半导体器件，其中延伸漏极区的区域延伸到第一和第二本体区之间的柱的顶表面。

13.根据权利要求12所述的半导体器件，其中第一本体区沿第一横向延伸到在第一源极区的相对侧的柱的顶表面，并且第二本体区沿第一横向延伸到在第二源极区的相对侧的柱的顶表面。