[發明專利]功率金屬氧化物半導體場效應晶體管的集成

無效

• 申請號: 200710151547.1
• 申請日: 2007-09-26
• 公開（公告）號: CN101159249A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 高榮正
• 申請（專利權）人: 美國凹凸微系有限公司
• 主分類號: H01L21/82
• 分類號: H01L21/82;H01L27/02;H01L29/78;G02F1/133
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 謝靜;楊勇

技術領域

本發明是關于功率晶體管，尤其是關于功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的集成。

背景技術

在過去的幾十年間，對于需要功率器件的高電壓(HV)應用領域，功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)技術逐漸成為熱門技術。

在常規的HV應用中，由于功率MOSFET和控制器電路的集成技術中存在一些障礙，所以通常將作用為開關的功率MOSFET制造于控制器(例如反相控制器)的集成電路的外部，該控制器控制功率MOSFET的通/斷。例如，將功率MOSFET和控制器集成于同一個芯片上將導致較大的晶粒尺寸(die?size)從而增加成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于將功率MOSFET和控制器集成于同一芯片上的方法。

為實現上述目的，本發明提供的方法包括形成一個N型雙耗盡(NDD)層，并且將至少一個來自一個控制器電路的晶體管和一個晶體管開關制造于一個單一芯片上。該控制器電路用于控制該晶體管開關。

本發明還提供了一個集成電路(IC)，該集成電路包括一個開關和一個用于控制上述開關的控制器電路。其中所述開關包括一個N型雙耗盡(NDD)層。

本發明還提供了一個顯示系統，該顯示系統包括一個液晶顯示設備，以及一個用于將一個直流電壓轉換為交流電壓的反相器。其中所述反相器包括一個開關，一個N型雙耗盡(NDD)層，和一個用于控制所述開關的控制器電路。其中所述控制器電路和所述開關是集成于一個單一芯片上。

與現有技術相比，由于本發明通過形成一個N型雙耗盡(NDD)層，并且將至少一個來自一個控制器電路的晶體管和一個晶體管開關制造于一個單一芯片上，從而使集成電路具有增強的可靠性和較小的晶粒尺寸的特性。

附圖說明

本發明的優勢將通過下述對參考實施例結合附圖的詳細描述而變得更為明顯，其中：

圖1圖解了依據本發明的一個實施例的集成電路的方框圖。

圖2圖解了依據本發明的一個實施例的用于將開關和控制器電路制造于單一芯片上的過程的流程圖。

圖3圖解了依據本發明的一個實施例的橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)晶體管的結構圖。

圖4圖解了依據本發明的一個實施例的非對稱雙擴散耗盡型金屬氧化物半導體(DDDMOS)晶體管的結構圖。

具體實施方式

本發明說明了用于將一開關和一控制器電路制造于單一芯片上的集成電路和方法。由于附圖所示的實施例是為了說明性的目的，所以為簡明起見，在此省略了本發明中通常包括的一些子組件和/或外圍組件。在描述依據本發明的實施例中，使用了一些特定的術語以求清晰。然而，本專利說明書的公開內容并不意指限于所選用的術語和所指定的實施例。應理解，每個特定元件都包括以類似方式工作的所有同等類技術。

圖1圖解了依據本發明的一個實施例的集成電路(IC)100的方框圖。IC?100的應用可包括，但不限于，高電壓(HV)電子電路(例如工作電壓高于5V)，例如DC/DC轉換器、背景燈反相器、電池充電器控制器等，所述HV電子電路需要一個或多個功率半導體設備。IC?100可包括一開關(例如電流開關或電壓開關)120和一用于控制開關120的控制器電路110。具有優勢的是，在一個實施例中，開關120和控制器電路110集成于單一芯片上。開關120可以是一功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)。

在一個實施例中，包括控制器電路110和開關120的IC?100可以采用金屬氧化物半導體(MOS)技術制造。在一個實施例中，控制器電路110包括多個MOS晶體管。在一個實施例中，控制器電路110中的多個MOS晶體管可以被制造為，但不限于，橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)晶體管。開關120可以被制造為，但不限于，雙擴散耗盡型金屬氧化物半導體(DDDMOS)晶體管。

在一個實施例中，控制器電路110包括多個LDMOS晶體管。具有優勢的是，在一個實施例中，通過在控制器電路110中使用LDMOS晶體管，與采用例如DDDMOS晶體管的其他類型晶體管的控制器電路相比，控制器電路110可以具有增強的可靠性。由于LDMOS晶體管在工作電壓較高時(例如30-40V)時可以正常工作，因此使用LDMOS晶體管的控制器電路110具有增強的可靠性。例如，使用LDMOS晶體管的控制器電路110能夠對意外的電子/電壓壓力條件提供足夠的耐受量，例如在熱載流子注入(HCI)的測試中。