[發明專利]具有減小的柵極電阻的功率FET

在審

• 申請號: 201510939092.4
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN105702654A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: A·洛利奧;T·D·亨森;馬玲;H·奈克;N·蘭簡
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技美國公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L29/423;H01L29/78
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;呂世磊

本申請要求于2014年12月16日提交的、題為“MultipleMetal LayerstoImproveGateDelayinPowerTransistors”的、序列號為 62/092423的美國臨時申請的權益和優先權。該臨時申請的公開內容 因此通過引用被全文結合于本申請之中。

技術領域

本公開的實施方式涉及具有減小的柵極電阻的功率場效應晶體 管(FET)。

背景技術

諸如電壓調節器之類的功率轉換器在各種電子電路和系統中得 到試用。許多集成電路(IC)應用例如需要將直流(DC)輸入電壓 轉換為更低或更高的DC輸出電壓。例如，降壓轉換器可以被實施為 將較高電壓的DC輸入轉換為較低電壓的DC輸出，以便在其中需要 相對大的輸出電流的低壓應用中使用。

功率轉換器的輸出級通常包括功率場效應晶體管(FET)形式的 高壓側控制晶體管和低壓側同步(sync)晶體管。包括這樣的功率FET 的功率轉換器的開關速度和停滯時間要求至少部分由那些FET的柵 極電阻確定。作為結果，具有減小的柵極電阻的功率FET的實施方式 將會是有利的。

發明內容

本公開涉及于一種基本上如結合至少一個附圖所示出和/或描述 并且如權利要求中所給出的具有減小的柵極電阻的功率場效應晶體 管(FET)。

附圖說明

圖1示出了示例性功率轉換器的示圖。

圖2示出了根據一種示例性實施方式的適于在圖1的功率轉換器 中使用的功率場效應晶體管(FET)的頂視圖。

圖3A示出了圖2中的示例性功率FET沿該圖中的透視線3A-3A 截取的截面圖。

圖3B示出了圖2中的示例性功率FET沿該圖中的透視線3B-3B 截取的截面圖。

圖3C示出了圖2中的示例性功率FET沿該圖中的透視線3C-3C 截取的截面圖。

具體實施方式

以下描述包含有關本公開中的實施方式的具體信息。本領域技術 人員將會認識到，本公開可以以不同于本文中特別討論的方式來實 施。本申請中的附圖及其所附的詳細描述僅針對于示例性實施方式。 除非以其它方式有所提及，否則圖中相同或相對應的要素可以由相同 或相對應的附圖標記所指示。此外，本申請中的附圖和圖示一般并非 依比例繪制，且并非意在對應于實際的相對尺寸。

如以上所提到的，諸如電壓調節器之類的功率轉換器在各種電子 電路和系統中使用。例如，集成電路(IC)應用可能要求將直流(DC) 輸入電壓轉換為更低或更高的DC輸出電壓。作為具體示例，降壓轉 換器可以被實施為如下電壓調節器，其將較高電壓的DC輸入轉換為 較低電壓的DC輸出，以便在其中需要相對大的輸出電流的低壓應用 中使用。

圖1示出了示例性功率轉換器的示圖。如圖1所示，例如，功率 轉換器100可以使用被配置為半橋的金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET)的形式的兩個功率開關來實施。也就是說，功率轉換器 100可以包括具有漏極112、源極114、柵極116和體二極管118的高 壓側或控制FET110(Q₁)，以及具有漏極122、源極124、柵極126 和體二極管128的低壓側或同步(sync)FET120(Q₂)。

此外，功率轉換器100包括輸出電感器102、輸出電容器104， 以及用于驅動相應的控制和同步FET110和120的驅動器106。如圖 1中進一步示出的，控制FET110的源極114在開關節點132處耦合 至同步FET120的漏極122，該開關節點132進而通過輸出電感器102 耦合至功率轉換器100的輸出108。圖1中還示出了肖特基二極管130， 其被描繪為與同步FET120的體二極管128并聯耦合。

根據圖1所示的示例性實施方式，功率轉換器100被配置為接收 輸入電壓V_IN，并且在輸出108處提供經轉換的電壓，例如經整流和/ 或逐步減小的電壓V_OUT。功率轉換器100有利地例如可以在各種汽 車、工業、電器和照明應用中被用作降壓轉換器。