一種電子器件的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本公開內(nèi)容涉及電子電路及其使用方法，并且更特別地涉及包含具有關聯(lián)的擊穿電壓的開關的電子電路及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]開關電路使用于例如電壓調(diào)節(jié)器、升壓器等許多不同的應用中。在一種配置中，開關電路包含彼此電連接于交換節(jié)點處的高側(cè)金屬-絕緣體-半導體場效應晶體管(MISFET)和低側(cè)MISFET。在一種具體的應用中，高側(cè)MISFET的漏極與12V的VIN端子電連接，高側(cè)MISFET的源極與低側(cè)MISFET的漏極電連接，而低側(cè)MISFET的源極與地線電連接，并且高側(cè)MISFET的源極與低側(cè)MISFET的漏極彼此電連接于輸出節(jié)點處。高側(cè)和低側(cè)MISFET的柵極受到控制，使得在任何特定的時間都只有一個MISFET導通。
[0003]在改變狀態(tài)時，當前導通的MISFET(高側(cè)或低側(cè)MISFET)被關斷，并且然后當前截止的另一個晶體管(高側(cè)或低側(cè)MISFET中的另一個)被接通。開關電路具有電感器。切換MISFET的狀態(tài)能夠?qū)е略诮粨Q節(jié)點發(fā)生過沖(overshoot)或振蕩(ringing)。
[0004]照常規(guī)，每個MISFET都被設計為具有比設計工作電壓的兩倍還要大的漏-源擊穿電壓(BVdss)，以在開關電路的正常操作的任意及所有部分期間防止MISFET進入雪崩模式。例如，如果設計工作電壓為12V，MISFET被設計為使得每個MISFET的BVDSS都大于24V。在某些應用中，BVDSS甚至會更高，例如為設計工作電壓的2.5倍(例如，30V)，以提供防止MISFET進入雪崩模式的更大裕度。高側(cè)和低側(cè)MISFET典型地具有基本上相同的BVDSS，例如，兩者相差0.1V以內(nèi)。二極管能夠與MISFET —起使用；但是，這樣的二極管具有比2.0倍的設計工作電壓大的并且可以幾乎與該二極管將要保護的MISFET的BVDSS—樣高的擊穿電壓。因而開關電路需要進一步改進。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型解決的技術(shù)問題之一是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個技術(shù)問題。
[0006]根據(jù)本實用新型的一個方面的實施例，一種電子器件，其特征在于包含:具有第一載流電極和第二載流電極的第一開關，其中:所述第一開關在所述第一及第二載流電極之間具有第一擊穿電壓；所述第一載流電極與第一輸入端子耦接；并且所述第二載流電極與交換節(jié)點耦接，其中:所述第一開關是在所述第一輸入端子與第二輸入端子之間具有設計工作電壓的電子電路的一部分，其中所述第二輸入端子與所述第二載流電極耦接；并且所述第一擊穿電壓小于2.0倍的所述設計工作電壓。
[0007]根據(jù)上述電子器件的一個實施例，其中所述第一擊穿電壓小于1.5倍的所述設計工作電壓。
[0008]根據(jù)上述電子器件的一個實施例，還包含:具有第一載流電極和第二載流電極的第二開關，其中:所述第二開關是所述電子電路的一部分；所述第二開關的所述第一載流電極與所述第一開關的所述第二載流電極耦接于所述交換節(jié)點；并且所述第二載流電極與所述第二輸入端子耦接。
[0009]根據(jù)上述電子器件的一個實施例，其中:所述第二開關在所述第一及第二載流電極之間具有第二擊穿電壓；并且所述第二擊穿電壓小于2.0倍的所述設計工作電壓。
[0010]根據(jù)上述電子器件的一個實施例，其中所述第一及第二開關具有相差為1伏?5伏的不同的擊穿電壓。
[0011]根據(jù)上述電子器件的一個實施例，其中所述第一開關包含并聯(lián)電連接的第一場效應晶體管和第一齊納二極管；以及第二開關包含并聯(lián)電連接的第二場效應晶體管和第二齊納二極管。
[0012]根據(jù)上述電子器件的一個實施例，還包含具有第一載流電極和第二載流電極的第三場效應晶體管，以及具有第一端子和第二端子的電感器，其中:所述第三場效應晶體管的所述第一載流電極與所述第一場效應晶體管的所述第一載流電極或者所述第二場效應晶體管的所述第二載流端子耦接；所述第三場效應晶體管的所述第二載流電極與所述電感器的所述第一端子耦接；并且所述電感器的所述第二端子與所述交換節(jié)點耦接。
[0013]根據(jù)本實用新型的另一個方面的實施例，一種電子器件，其特征在于包含:具有漏極和源極的第一場效應晶體管，其中:所述第一場效應晶體管在所述漏極與所述源極之間具有第一擊穿電壓；并且所述漏極與第一輸入端子耦接；以及具有漏極和源極的第二場效應晶體管，其中:所述第二場效應晶體管在所述漏極和所述源極之間具有第二擊穿電壓；所述第二場效應晶體管的所述漏極與所述第一場效應晶體管的所述源極耦接于交換節(jié)點；并且所述源極與第二輸入端子耦接，其中所述第一擊穿電壓不同于所述第二擊穿電壓。
[0014]根據(jù)上述電子器件的一個實施例，其中所述第一擊穿電壓比所述第二擊穿電壓小至少1伏。
[0015]根據(jù)上述電子器件的一個實施例，其中所述第一及第二場效應晶體管在同一半導體襯底內(nèi)。
[0016]實施性得到了本實用新型相應的有利技術(shù)效果。實施例能夠被用來減少可能在第一及第二開關的狀態(tài)改變之后發(fā)生的在交換節(jié)點處的電壓過沖和振蕩。形成該電子器件的過程能夠在沒有顯著的復雜性的情況下來實施。
【附圖說明】
[0017]實施例通過實例的方式來示出，且并不限制于附圖。
[0018]圖1包含具有根據(jù)一種具體的實施例的開關的電子器件的一部分的示意圖。
[0019]圖2包含具有根據(jù)一種具體的實施例的開關的電子器件的一部分的示意圖。
[0020]圖3包含作為高側(cè)開關和低側(cè)開關的擊穿電壓的函數(shù)的能量損失的曲線。
[0021]圖4包含作為高側(cè)及低側(cè)開關的不同擊穿電壓的負載電流的函數(shù)的效率的曲線。
[0022]圖5包含高側(cè)開關的示例性非限制性結(jié)構(gòu)的一部分的剖視圖的圖示。
[0023]圖6包含低側(cè)開關的示例性非限制性結(jié)構(gòu)的一部分的剖視圖的圖示。
[0024]圖7包含作為具有不同摻雜濃度的齊納二極管的反向偏置電壓的函數(shù)的陰極電流的曲線。
[0025]圖8包含作為圖5和6所示的結(jié)構(gòu)的深度的函數(shù)的摻雜濃度的圖示。
[0026]圖9包含作為包含根據(jù)本文所描述的實施例的開關的電路的以及具有常規(guī)開關的電路的時間的函數(shù)的在交換節(jié)點處的電壓的圖示。
[0027]圖10包含具有根據(jù)一種可替換的實施例的開關的電子器件的一部分的示意圖。
[0028]本領域技術(shù)人員應當意識到，附圖中的元件僅出于簡單和清晰而示出，并不一定是按比例繪制的。例如，附圖中的某些元件的尺寸可以相對其他元件放大，以幫助提高對本實用新型的實施例的理解。
【具體實施方式】
[0029]下面提供結(jié)合附圖進行的描述，以幫助理解本文所公開的教導。下面的討論將集中于本實用新型的教導的【具體實施方式】和實施例。這樣的集中被提供用于幫助描述本實用新型的教導，而不應被理解為對本實用新型的教導的范圍或適用性的限制。但是，也能夠基于本申請所公開的教導來使用其他實施例。
[0030]術(shù)語“設計工作電壓”意指電子器件或其一部分被設計為于其上工作的額定電壓。例如，降壓變換器可以被設計為具有與12V的電源和地線連接的端子。因而，降壓變換器具有12V(12V-0V(地線))的設計工作電壓，即使由12V的電源提供的實際電壓可以變動高達10% (10.8V ?13.2V) ο
[0031]術(shù)語“正常操作”和“正常操作狀態(tài)”指的是電子構(gòu)件或器件被設計為于其下操作的狀態(tài)。狀態(tài)可以從數(shù)據(jù)表或者有關電壓、電流、電容、電阻或其他電參數(shù)的其他信息中獲得。因而，正常操作并不包括使電氣構(gòu)件或器件在超出其設計極限的情況下操作。
[0032]術(shù)語“包含”、“由...組成”、“包括”、“含有”、“具有”、“擁有”或它們的其他任何變型意指涵蓋排他性的包含。例如，包含一系列特征的方法、物品或裝置并不一定僅限于那些特征，而是可以包含沒有明確列出的或者所述方法、物品或裝置固有的其他特征。此外，除非另有明確說明，否則“或”指的是包容性的或，而非指的是排他性的或。例如，條件Α或Β由下列項中的任一項滿足:A為真(或存在)且B為假(或不存在)，則A為假(或不存在)且B為真(或存在)，以及A和B兩者都為真(或存在)。
[0033]此外，“一 (a) ”或“一個(an) ”的使用被用來描述本文所描述的元件和構(gòu)件。這樣做只是出于方便起見以及給出本實用新型的范圍的一般意義。該描述應當被理解為包括一個、至少一個或者同樣包括復數(shù)的單數(shù)，反之亦然，除非它明顯指的是另外的意思。例如，在本文描述單個項時，可以使用多個項來代替單個項。同樣地，在本文描述多個項的情況下，可以用單個項來代替該多個項。
[0034]除非另有界定，否則本文所使用的所有科技術(shù)語都具有本領域技術(shù)人員通常所理解的同樣含義。材料、方法和實例只是說明性的，而并非意指為限制性的。在本文未描述的程度上，有關具體材料及處理動作的許多細節(jié)都是常見的，并且可以見于半導體和電子領域的教科書和其他資料中。
[0035]電子器件能夠包含與交換節(jié)點耦接的第一開關。在一種實施例中，第一開關具有比2.0倍的設計工作電壓小的擊穿電壓。在另一種實施例中，電子器件還能夠包含與第一開關耦接于交換節(jié)點處的第二開關。第一及第二開關能夠具有不同的擊穿電壓。在一種具體的實施例中，第一開關、第二開關或兩者能夠包含并聯(lián)連接的場效應晶體管和齊納二極管。齊納二極管能夠被設計為與常規(guī)器件相比在設計工作電壓的相對較小的部分下?lián)舸?。實施例能夠被用來減少可能在改變了第一及第二開關的狀態(tài)之后發(fā)生的在交換節(jié)點處的電壓過沖和振蕩。
[0036]齊納二極管能夠被實施于與它們所關聯(lián)的MISFET很靠近的結(jié)構(gòu)內(nèi)。根據(jù)一種具體的實施例，在齊納二極管的雪崩擊穿期間，電子不流過關聯(lián)的MISFET的溝道區(qū)。溝道區(qū)的退化(例如，晶體缺陷的生成)、在柵極電介質(zhì)內(nèi)俘獲過量的電荷或者對MISFET的其他不