[發明專利]相變開關設備和操作相變開關設備的方法

在審

• 申請號: 202210876783.4
• 申請日: 2022-07-25
• 公開（公告）號: CN115694444A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: D·海斯;C·卡陶;H·塔迪肯
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03K17/00
• 分類號: H03K17/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李興斌

本公開的各實施例總體上涉及相變開關設備和操作相變開關設備的方法。在一個實施例中，提供了一種相變開關設備。相變開關包括相變材料(11)、被布置為加熱相變材料的加熱器集合(13)和電源(15)。提供了一種包括多個開關的開關布置(14)，開關布置(14)被配置為選擇性地從電源向該加熱器集合提供電功率。

技術領域

本申請涉及相變開關設備和操作相變開關設備的方法。

背景技術

對使用高頻的射頻(RF)應用的技術要求越來越高，諸如根據5G標準的雷達感測和移動通信。特別地，與現有技術的CMOS開關相比，具有改進特性的開關將需要滿足未來的需求。相變開關被認為是切換RF信號的有希望的候選。這種相變開關使用相變材料(PCM)，該PCM在結晶相狀態下通常表現出比在非晶相狀態下更高的電導率。通過改變相變材料的相態，包括這種材料的開關設備可以被接通和斷開。

例如，為了將相態從非晶態改變為晶態，通常使用加熱器加熱引起結晶的相變材料。這種通過引起結晶的接通也稱為設置操作。例如，在設置操作中，加熱器被致動以使得相變材料的溫度高于其結晶溫度(通常約為250℃)，但低于熔化溫度(通常在600℃至900℃的范圍內)。由加熱器引起的加熱脈沖的長度被選擇使得PCM中存在的任何非晶區域都可以重新長成結晶相狀態。

當斷開開關設備(也稱為復位操作)時，加熱器被致動以使得PCM的溫度升高到高于熔化溫度(例如，高于大約600℃至900℃)，然后是相對快速的冷卻，以將相變材料凍結成無定形狀態。

用于這樣的相變開關的合適相變材料包括碲化鍺(GeTe)或鍺銻碲(GeSbTe，通常稱為GST)，并且加熱器可以由多晶硅或鎢等材料制成。

為了滿足要切換的電流、要切換的電壓和/或要實現的導通電阻的要求，有時將若干相變開關串聯耦合和/或并聯耦合。這表示，對于置位或復位操作，有時需要切換這種開關設備的所有個體相變開關。特別是對于需要高溫的復位，這表示，對應電源必須為開關設備提供高功率。此外，與電遷移有關的問題可能發生在相變開關中，從而限制了相變開關的壽命。

發明內容

提供了根據權利要求1所述的相變開關設備以及根據權利要求11或12所述的操作這種相變開關設備的方法。從屬權利要求定義了另外的實施例以及一種控制器和一種系統。

根據一個實施例，提供了一種相變開關設備，該相變開關設備包括：

相變材料，

加熱器集合，被布置為加熱相變材料，

電源，以及

開關布置，包括多個開關并且被配置為選擇性地從電源為加熱器集合提供電功率。

在另一實施例中，提供了一種操作這種相變開關設備的方法，該方法包括：

操作開關布置的多個開關以進行以下至少一項：

-選擇性地提供在第一方向上通過加熱器集合中的至少一個加熱器或在第二方向上通過加熱器集合中的至少一個加熱器的電流，或者

-通過加熱器集合中的至少一個加熱器形成電功率脈沖。

根據另一實施例，提供了一種操作如以上定義的相變開關設備的方法，其中加熱器集合包括多個加熱器，并且其中該方法包括：

操作開關布置的多個開關以進行以下至少一項：

-從電源依次為多個加熱器供應電功率，

-選擇性地從電源依次或同時為多個加熱器供應電功率。

以上概述僅意在作為對一些實施例的簡要概述，而不應當被解釋為以任何方式進行限制，因為其他實施例可以包括與上面列出的特征不同的特征。

附圖說明