一种电子器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开内容涉及电子电路及其使用方法，并且更特别地涉及包含具有关联的击穿电压的开关的电子电路及其使用方法。
【背景技术】
[0002]开关电路使用于例如电压调节器、升压器等许多不同的应用中。在一种配置中，开关电路包含彼此电连接于交换节点处的高侧金属-绝缘体-半导体场效应晶体管(MISFET)和低侧MISFET。在一种具体的应用中，高侧MISFET的漏极与12V的VIN端子电连接，高侧MISFET的源极与低侧MISFET的漏极电连接，而低侧MISFET的源极与地线电连接，并且高侧MISFET的源极与低侧MISFET的漏极彼此电连接于输出节点处。高侧和低侧MISFET的栅极受到控制，使得在任何特定的时间都只有一个MISFET导通。
[0003]在改变状态时，当前导通的MISFET(高侧或低侧MISFET)被关断，并且然后当前截止的另一个晶体管(高侧或低侧MISFET中的另一个)被接通。开关电路具有电感器。切换MISFET的状态能够导致在交换节点发生过冲(overshoot)或振荡(ringing)。
[0004]照常规，每个MISFET都被设计为具有比设计工作电压的两倍还要大的漏-源击穿电压(BVdss)，以在开关电路的正常操作的任意及所有部分期间防止MISFET进入雪崩模式。例如，如果设计工作电压为12V，MISFET被设计为使得每个MISFET的BVDSS都大于24V。在某些应用中，BVDSS甚至会更高，例如为设计工作电压的2.5倍(例如，30V)，以提供防止MISFET进入雪崩模式的更大裕度。高侧和低侧MISFET典型地具有基本上相同的BVDSS，例如，两者相差0.1V以内。二极管能够与MISFET —起使用；但是，这样的二极管具有比2.0倍的设计工作电压大的并且可以几乎与该二极管将要保护的MISFET的BVDSS—样高的击穿电压。因而开关电路需要进一步改进。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型解决的技术问题之一是解决现有技术中存在的至少一个技术问题。
[0006]根据本实用新型的一个方面的实施例，一种电子器件，其特征在于包含:具有第一载流电极和第二载流电极的第一开关，其中:所述第一开关在所述第一及第二载流电极之间具有第一击穿电压；所述第一载流电极与第一输入端子耦接；并且所述第二载流电极与交换节点耦接，其中:所述第一开关是在所述第一输入端子与第二输入端子之间具有设计工作电压的电子电路的一部分，其中所述第二输入端子与所述第二载流电极耦接；并且所述第一击穿电压小于2.0倍的所述设计工作电压。
[0007]根据上述电子器件的一个实施例，其中所述第一击穿电压小于1.5倍的所述设计工作电压。
[0008]根据上述电子器件的一个实施例，还包含:具有第一载流电极和第二载流电极的第二开关，其中:所述第二开关是所述电子电路的一部分；所述第二开关的所述第一载流电极与所述第一开关的所述第二载流电极耦接于所述交换节点；并且所述第二载流电极与所述第二输入端子耦接。
[0009]根据上述电子器件的一个实施例，其中:所述第二开关在所述第一及第二载流电极之间具有第二击穿电压；并且所述第二击穿电压小于2.0倍的所述设计工作电压。
[0010]根据上述电子器件的一个实施例，其中所述第一及第二开关具有相差为1伏?5伏的不同的击穿电压。
[0011]根据上述电子器件的一个实施例，其中所述第一开关包含并联电连接的第一场效应晶体管和第一齐纳二极管；以及第二开关包含并联电连接的第二场效应晶体管和第二齐纳二极管。
[0012]根据上述电子器件的一个实施例，还包含具有第一载流电极和第二载流电极的第三场效应晶体管，以及具有第一端子和第二端子的电感器，其中:所述第三场效应晶体管的所述第一载流电极与所述第一场效应晶体管的所述第一载流电极或者所述第二场效应晶体管的所述第二载流端子耦接；所述第三场效应晶体管的所述第二载流电极与所述电感器的所述第一端子耦接；并且所述电感器的所述第二端子与所述交换节点耦接。
[0013]根据本实用新型的另一个方面的实施例，一种电子器件，其特征在于包含:具有漏极和源极的第一场效应晶体管，其中:所述第一场效应晶体管在所述漏极与所述源极之间具有第一击穿电压；并且所述漏极与第一输入端子耦接；以及具有漏极和源极的第二场效应晶体管，其中:所述第二场效应晶体管在所述漏极和所述源极之间具有第二击穿电压；所述第二场效应晶体管的所述漏极与所述第一场效应晶体管的所述源极耦接于交换节点；并且所述源极与第二输入端子耦接，其中所述第一击穿电压不同于所述第二击穿电压。
[0014]根据上述电子器件的一个实施例，其中所述第一击穿电压比所述第二击穿电压小至少1伏。
[0015]根据上述电子器件的一个实施例，其中所述第一及第二场效应晶体管在同一半导体衬底内。
[0016]实施性得到了本实用新型相应的有利技术效果。实施例能够被用来减少可能在第一及第二开关的状态改变之后发生的在交换节点处的电压过冲和振荡。形成该电子器件的过程能够在没有显著的复杂性的情况下来实施。
【附图说明】
[0017]实施例通过实例的方式来示出，且并不限制于附图。
[0018]图1包含具有根据一种具体的实施例的开关的电子器件的一部分的示意图。
[0019]图2包含具有根据一种具体的实施例的开关的电子器件的一部分的示意图。
[0020]图3包含作为高侧开关和低侧开关的击穿电压的函数的能量损失的曲线。
[0021]图4包含作为高侧及低侧开关的不同击穿电压的负载电流的函数的效率的曲线。
[0022]图5包含高侧开关的示例性非限制性结构的一部分的剖视图的图示。
[0023]图6包含低侧开关的示例性非限制性结构的一部分的剖视图的图示。
[0024]图7包含作为具有不同掺杂浓度的齐纳二极管的反向偏置电压的函数的阴极电流的曲线。
[0025]图8包含作为图5和6所示的结构的深度的函数的掺杂浓度的图示。
[0026]图9包含作为包含根据本文所描述的实施例的开关的电路的以及具有常规开关的电路的时间的函数的在交换节点处的电压的图示。
[0027]图10包含具有根据一种可替换的实施例的开关的电子器件的一部分的示意图。
[0028]本领域技术人员应当意识到，附图中的元件仅出于简单和清晰而示出，并不一定是按比例绘制的。例如，附图中的某些元件的尺寸可以相对其他元件放大，以帮助提高对本实用新型的实施例的理解。
【具体实施方式】
[0029]下面提供结合附图进行的描述，以帮助理解本文所公开的教导。下面的讨论将集中于本实用新型的教导的【具体实施方式】和实施例。这样的集中被提供用于帮助描述本实用新型的教导，而不应被理解为对本实用新型的教导的范围或适用性的限制。但是，也能够基于本申请所公开的教导来使用其他实施例。
[0030]术语“设计工作电压”意指电子器件或其一部分被设计为于其上工作的额定电压。例如，降压变换器可以被设计为具有与12V的电源和地线连接的端子。因而，降压变换器具有12V(12V-0V(地线))的设计工作电压，即使由12V的电源提供的实际电压可以变动高达10% (10.8V ?13.2V) ο
[0031]术语“正常操作”和“正常操作状态”指的是电子构件或器件被设计为于其下操作的状态。状态可以从数据表或者有关电压、电流、电容、电阻或其他电参数的其他信息中获得。因而，正常操作并不包括使电气构件或器件在超出其设计极限的情况下操作。
[0032]术语“包含”、“由...组成”、“包括”、“含有”、“具有”、“拥有”或它们的其他任何变型意指涵盖排他性的包含。例如，包含一系列特征的方法、物品或装置并不一定仅限于那些特征，而是可以包含没有明确列出的或者所述方法、物品或装置固有的其他特征。此外，除非另有明确说明，否则“或”指的是包容性的或，而非指的是排他性的或。例如，条件Α或Β由下列项中的任一项满足:A为真(或存在)且B为假(或不存在)，则A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A和B两者都为真(或存在)。
[0033]此外，“一 (a) ”或“一个(an) ”的使用被用来描述本文所描述的元件和构件。这样做只是出于方便起见以及给出本实用新型的范围的一般意义。该描述应当被理解为包括一个、至少一个或者同样包括复数的单数，反之亦然，除非它明显指的是另外的意思。例如，在本文描述单个项时，可以使用多个项来代替单个项。同样地，在本文描述多个项的情况下，可以用单个项来代替该多个项。
[0034]除非另有界定，否则本文所使用的所有科技术语都具有本领域技术人员通常所理解的同样含义。材料、方法和实例只是说明性的，而并非意指为限制性的。在本文未描述的程度上，有关具体材料及处理动作的许多细节都是常见的，并且可以见于半导体和电子领域的教科书和其他资料中。
[0035]电子器件能够包含与交换节点耦接的第一开关。在一种实施例中，第一开关具有比2.0倍的设计工作电压小的击穿电压。在另一种实施例中，电子器件还能够包含与第一开关耦接于交换节点处的第二开关。第一及第二开关能够具有不同的击穿电压。在一种具体的实施例中，第一开关、第二开关或两者能够包含并联连接的场效应晶体管和齐纳二极管。齐纳二极管能够被设计为与常规器件相比在设计工作电压的相对较小的部分下击穿。实施例能够被用来减少可能在改变了第一及第二开关的状态之后发生的在交换节点处的电压过冲和振荡。
[0036]齐纳二极管能够被实施于与它们所关联的MISFET很靠近的结构内。根据一种具体的实施例，在齐纳二极管的雪崩击穿期间，电子不流过关联的MISFET的沟道区。沟道区的退化(例如，晶体缺陷的生成)、在栅极电介质内俘获过量的电荷或者对MISFET的其他不