[發明專利]無閂鎖高壓器件

在審

• 申請號: 202210640419.8
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN115706574A
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 趙利杰;郭仲賢;賴蘇明;方召
• 申請（專利權）人: 希荻微電子國際有限公司
• 主分類號: H03K17/0814
• 分類號: H03K17/0814;H03K17/687;H03K17/72;H01L27/02
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 陳培湧

本發明公開了一種無閂鎖負載開關裝置，包括由形成在襯底上方的隔離環圍繞的第一漏極/源極區和第二漏極/源極區，隔離環被配置為浮動的，并且第一二極管連接于襯底與隔離環之間，其中第一二極管為肖特基二極管。通過上述方式，能夠避免閂鎖。

優先權主張和交叉引用

本申請主張2021年8月4日提交的標題為“無閂鎖高壓器件”的美國臨時申請號17/393,875的權益，該申請由此以引用的方式并入到本文。

技術領域

本發明涉及負載開關技術領域，特別是涉及包括一對背靠背連接的晶體管的無閂鎖負載開關。

背景技術

隨著半導體技術的進一步發展，金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)器件已廣泛應用于集成電路中。MOSFET是電壓控制器件。當控制電壓加在MOSFET的柵極上，并且控制電壓大于MOSFET的閾值時，MOSFET的漏極和源極之間就建立了導電溝道。建立導電通道后，電流在MOSFET的漏極和源極之間流動。另一方面，當施加到柵極的控制電壓小于MOSFET的閾值時，MOSFET相應地關閉。

負載開關用于建立第一電子裝置(例如，負載)與第二電子裝置(例如，電源)之間的連接，或用于斷開第一電子裝置與第二電子裝置之間的連接。負載開關可由外部控制信號控制。在操作中，當負載開關關閉時，負載開關能夠阻止電流雙向流動。另一方面，當負載開關開啟時，第一電子裝置與第二電子裝置之間會建立導電路徑。負載開關可以實現為具有兩個背靠背連接的晶體管的隔離開關。背靠背連接的晶體管能夠實現雙向電流阻斷。

負載開關可以包括多個N型區域和P型區域。負載開關的N型區域和P型區域可以形成PNP雙極晶體管和NPN雙極晶體管。兩個雙極晶體管都是寄生晶體管。負載開關的NPN雙極晶體管和PNP雙極晶體管構成一個晶閘管，其中PNP雙極晶體管堆疊在NPN雙極晶體管上。如果其中一個寄生晶體管無意中導通，則可能發生閂鎖。一旦負載開關處于閂鎖狀態，負載開關可能會因大漏電流引起的過大功耗而損壞。閂鎖是一種非常不希望的操作條件。希望有一個簡單可靠的電路來避免閂鎖。

發明內容

本發明實施例旨在提供包括一對背靠背連接的晶體管的無閂鎖負載開關，能夠解決或規避上述問題，并且實現技術優勢。

為實現上述目的，第一方面，本發明提供一種無閂鎖負載開關裝置，包括：由形成在襯底上方的隔離環圍繞的第一漏極/源極區和第二漏極/源極區，隔離環被配置為浮動的，并且第一二極管連接于襯底與隔離環之間，其中第一二極管為肖特基二極管。

第二方面，本發明提供一種形成負載開關的方法，該方法包括在具有第一導電類型的襯底上生長具有第一導電類型的外延層，在外延層中形成具有第二導電類型的隔離環，隔離環包括埋層、多個第一區域和多個第二區域，在隔離環中形成第一漏極/源極區和第二漏極/源極區，并在襯底上方形成第一肖特基二極管，其中第一肖特基二極管的陽極為與襯底連接的金屬觸點，第一肖特基二極管的陰極為與隔離環連接的第二導電型區域。

第三方面，本發明提供一種負載開關，包括第一晶體管和背靠背連接到第一晶體管的第二晶體管，其中第一晶體管的漏極、第二晶體管的漏極和兩個晶體管共享的源極形成在襯底上方且位于隔離環內，隔離環被配置為浮動的，并且第一肖特基二極管連接在襯底和隔離環之間。

本發明實施例的有益效果是：本發明提供的無閂鎖負載開關裝置包括：由形成在襯底上方的隔離環圍繞的第一漏極/源極區和第二漏極/源極區，形成的隔離環被配置為浮動的，并且第一二極管連接于襯底與隔離環之間，其中第一二極管為肖特基二極管。通過上述方式，能夠避免閂鎖。