[發(fā)明專(zhuān)利]電力開(kāi)關(guān)及其半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710659990.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108735730B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳佳龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 力智電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/02;H01L29/06;H01L29/78
• 代理公司: 中國(guó)商標(biāo)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;張立晶

本發(fā)明公開(kāi)一種電力開(kāi)關(guān)及其半導(dǎo)體裝置。電力開(kāi)關(guān)包括第一電晶體晶胞、第二電晶體晶胞、基極區(qū)域及導(dǎo)電層。第一電晶體晶胞包括第一電極。第二電晶體晶胞包括第二電極。基極區(qū)域位于第一電晶體晶胞與第二電晶體晶胞之間。導(dǎo)電層分別電性連接基極區(qū)域、第一電極與第二電極。本發(fā)明可減少芯片面積并避免發(fā)生高阻抗區(qū)域燒毀的情形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明與電力開(kāi)關(guān)有關(guān)，特別是關(guān)于一種電力開(kāi)關(guān)及其半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

圖1為現(xiàn)有的N型金氧半場(chǎng)效電晶體(N-MOSFET)電力開(kāi)關(guān)的示意圖。由于其基極B接地，會(huì)具有較大的導(dǎo)通電阻(Ron)。因此，如圖2所示，實(shí)務(wù)上可將N型金氧半場(chǎng)效電晶體電力開(kāi)關(guān)的基極B耦接至源極S，以降低其導(dǎo)通電阻。

然而，當(dāng)圖2中的N型金氧半場(chǎng)效電晶體電力開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，其體二極體BD仍會(huì)維持單向?qū)ǎ@將導(dǎo)致電流由其源極S的電壓Vout倒灌至汲極D的電壓VH。因此，如圖3所示，實(shí)務(wù)上亦可在N型金氧半場(chǎng)效電晶體電力開(kāi)關(guān)的電晶體主體MB之外分別制作基極B與汲極D之間的基體金氧半場(chǎng)效電晶體(Bulk MOSFET)BMOS1以及基極B與源極S之間的基體金氧半場(chǎng)效電晶體BMOS2并進(jìn)行切換，以防止前述電流倒灌的情形發(fā)生。

圖4為現(xiàn)有技術(shù)中，圖3的N型金氧半場(chǎng)效電晶體電力開(kāi)關(guān)電路布局(Layout)的示意圖。由于現(xiàn)有的基體金氧半場(chǎng)效電晶體BMOS1與BMOS2位于電晶體主體MB之外，再通過(guò)導(dǎo)電層與電晶體主體MB電性連接，這將使得電晶體主體MB內(nèi)的不同區(qū)域(例如第一區(qū)域RG1與第二區(qū)域RG2)與基體金氧半場(chǎng)效電晶體BMOS1及BMOS2之間的距離不一致，因而產(chǎn)生阻抗不均的現(xiàn)象。舉例而言，電晶體主體MB中距離基體金氧半場(chǎng)效電晶體BMOS1及BMOS2較遠(yuǎn)的區(qū)域(例如第二區(qū)域RG2)會(huì)具有較大的阻抗，使得該區(qū)域較為容易燒毀。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種電力開(kāi)關(guān)及其半導(dǎo)體裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)所述及的問(wèn)題。

本發(fā)明的一較佳具體實(shí)施例為一種電力開(kāi)關(guān)。于此實(shí)施例中，電力開(kāi)關(guān)包括第一電晶體晶胞、第二電晶體晶胞、基極區(qū)域及導(dǎo)電層。第一電晶體晶胞包括第一電極。第二電晶體晶胞包括第二電極。基極區(qū)域位于第一電晶體晶胞與第二電晶體晶胞之間。導(dǎo)電層分別電性連接基極區(qū)域、第一電極與第二電極。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基極區(qū)域分別與第一電極及第二電極相鄰。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一電極為第一電晶體晶胞的汲極且第二電極為第二電晶體晶胞的源極。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一電晶體晶胞還包括源極與閘極，第一電晶體晶胞的源極耦接第一電壓且第一電晶體晶胞的閘極受控于第二電壓；第二電晶體晶胞還包括汲極與閘極，第二電晶體晶胞的汲極耦接第二電壓且第二電晶體晶胞的閘極受控于第一電壓。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)電力開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，第一電晶體晶胞導(dǎo)通且第二電晶體晶胞不導(dǎo)通，致使基極區(qū)域具有的基極電壓維持于第一電壓；當(dāng)電力開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，第二電晶體晶胞導(dǎo)通且第一電晶體晶胞不導(dǎo)通，致使基極電壓維持于第二電壓。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基極區(qū)域具有的基極電壓選擇性地維持于第一電壓或第二電壓中的較低者。

本發(fā)明的另一較佳具體實(shí)施例為一種電力開(kāi)關(guān)的半導(dǎo)體裝置。于此實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置包括基板、第一阱區(qū)、第二阱區(qū)、第一電晶體晶胞、第二電晶體晶胞及金屬層。基板具有第一導(dǎo)電性材料。第一阱區(qū)設(shè)置于基板上，且具有第二導(dǎo)電性材料。第二阱區(qū)設(shè)置于第一阱區(qū)上，且具有第一導(dǎo)電性材料。第一電晶體晶胞位于第二阱區(qū)中，且具有第一電極。第二電晶體晶胞位于第二阱區(qū)中，且具有第二電極。金屬層位于半導(dǎo)體裝置的表面，且電性連接第一電極、第二電極及第二阱區(qū)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置還包括第一摻雜區(qū)，第一摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電性材料并位于第二阱區(qū)中，且電性連接金屬層。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)位于第一電晶體晶胞與第二電晶體晶胞之間。