專利名稱：一種電子設備及其電路的電源裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及電子設備領域，特別涉及一種電子設備及其電路的電源裝置。背景技術(shù)：
隨著半導體工藝的高度發(fā)展，片上系統(tǒng)已經(jīng)從設想變?yōu)榭赡?，用戶對片上系統(tǒng)的要求也越來越高。
以“片上實驗室”為例，一個完整的電子系統(tǒng)被集成到一塊芯片上，會對芯片的體積提出較高的要求，因而器件的小型化發(fā)展是未來半導體產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。
在具體實施過程中，電子系統(tǒng)的工作離不開電源，電源的來源會是多種多樣，比如電能、電磁波、動能、熱能、壓力、聲音等。
但是現(xiàn)有技術(shù)中，無論何種能源的電源都沒有與電路系統(tǒng)集成到一塊芯片上。這意味著如果不能解決片上電源問題，未來電子器件無論小型化到何種程度，都會需要一個體型相對龐大的外接電源或是電池才能工作。
如何將電源與電路系統(tǒng)進行有效的集成，使兩者在同一芯片上 運行，減小體積，提高空間利用率，是電子設備領域研究的方向之一。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電子設備及其電路的電源裝置，以將電源與電路進行有效的集成，使兩者在同一芯片上運行，減小體積，提聞空間利用率。
本發(fā)明為解決技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種電路的電源裝置，所述電路的電源裝置包括基片，設置于所述基片上的PN結(jié)和電路，其中，
所述PN結(jié)，用于吸收周圍環(huán)境的電磁波，并將吸收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電流，將所述電流輸入到所述電路；
所述電路，用于接收所述PN結(jié)輸入的電流，將接收到的電流作為所述電路的電源使用。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述電路采用半導體材料。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述半導體材料為元素半導體，無機化合物半導體，有機化合物半導體或者非晶態(tài)與液態(tài)半導體。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述的PN結(jié)為單個PN結(jié)、復合PN結(jié)、多個PN結(jié)串聯(lián)、 多個PN結(jié)并聯(lián)或者多個PN結(jié)混聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述電磁波包括光能、X射線以及輻射。
本發(fā)明為解決技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種電子設備，所述電子設備包括一電路的電源裝置，所述電路的電源裝置包括基片，設置于所述基片上的PN結(jié)和電路， 其中，
所述PN結(jié)，用于吸收周圍環(huán)境的電磁波，并將吸收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電流，將所述電流輸入到所述電路；
所述電路，用于接收所述PN結(jié)輸入的電流，將接收到的電流作為所述電路的電源使用。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述電路采用半導體材料。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述半導體材料為元素半導體，無機化合物半導體，有機化合物半導體或者非晶態(tài)與液態(tài)半導體。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述的PN結(jié)為單個PN結(jié)、復合PN結(jié)、多個PN結(jié)串聯(lián)、 多個PN結(jié)并聯(lián)或者多個PN結(jié)混聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述電磁波包括光能、X射線以及輻射。
通過以上實施例，本發(fā)明有效的將電源與電路系統(tǒng)進行集成，使兩者能夠在同一芯片上運行，減小了電路的空間體積，極大的提聞了電路系統(tǒng)空間利用率。

圖1是本發(fā)明實施例提供的電路的電源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2A-D是本發(fā)明實施例提供的在P基片中一個PN結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖3A-D是本發(fā)明實施例提供的在P基片中兩個或兩個以上PN結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4A-D是本發(fā)明實施例提供的在N基片中產(chǎn)生PN結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖5是對應本發(fā)明實施例圖3A所提供的PN結(jié)的測量結(jié)果示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
圖1示出了本發(fā)明實施例提供的電路的電源裝置的結(jié)構(gòu)，包括基片 (substrate) 11，設置于基片11上的PN結(jié)12和電路13。
其中，PN結(jié)12吸收周圍環(huán)境的電磁波，并將吸收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電流，再將電流輸入到電路13 ；
電路13接收PN結(jié)12輸入的電流，將接收到的電流作為電路13的電源使用。
優(yōu)選的，電磁波包括光能、X射線以及其它可用的多種輻射，光能可為太陽光等。當然本發(fā)明實施例提供的電磁波還包括其他形式的電磁波，此處不一一列舉。
優(yōu)選的，電路13采用半導體材料。在本發(fā)明實施例中，半導體材料為元素半導體， 無機化合物半導體，有機化合物半導體或者非晶態(tài)與液態(tài)半導體，當然也可以是其他的半導體材料，此處不--列舉。
在具體實施過程中，PN結(jié)12也為半導體材料，PN結(jié)12包括P端和N端，其中，PN 結(jié)12中的電流由P端流向N端。
其中，PN結(jié)12可以為單個PN結(jié)、復合PN結(jié)、多個PN結(jié)串聯(lián)、多個PN結(jié)并聯(lián)或者多個PN結(jié)混聯(lián)。
其中，基片11 包括 P 基片(P-substrate)和 N 基片(N-substrate)。
本發(fā)明實施例采用半導體加工工藝將PN結(jié)12與電路13集成到基片11上，當例如太陽光或X射線照射半導體的PN結(jié)12時，就會在PN結(jié)12的P端和N端出現(xiàn)電勢差，形成電壓，進而產(chǎn)生電流。
下面具體的描述PN結(jié)12的結(jié)構(gòu)。
圖2A-D是在P基片中一個PN結(jié)的結(jié)構(gòu)。
其中，圖2A是單一 PN結(jié)的結(jié)構(gòu)；圖2B是復合PN結(jié)的結(jié)構(gòu)；圖2C為η個圖2Α所示的PN結(jié)的結(jié)構(gòu)的并聯(lián)，圖2D為η個圖2Β所示的PN結(jié)的結(jié)構(gòu)的并聯(lián)，η為大于等于2的自然數(shù)。
在具體實施過程中，圖2Α中的N-type區(qū)域是半導體工藝中P基片中可能加工出來的任何N-type結(jié)構(gòu)(N型結(jié)構(gòu))，譬如可能是一個N-diffusion region (N擴散區(qū)域)，或者是一個N-we11 (N型槽)，也可能是一個deep N_well (深入的N型槽)。當電路使用圖2A 所示的PN結(jié)作為電源時，P基片作為電源的正極，N-type端作為電源的負極。
圖2B中的N-type是一個槽(well)結(jié)構(gòu)，譬如可能是N_well,也可能是deep N-well,此well與P基片短路。此N-type well中的的P區(qū)域是半導體工藝中在N-type well中能夠加工出的任何P-type結(jié)構(gòu),譬如可能是一個P_well,也可能是一個P擴散區(qū)域 (P-diffusion region)。當電路使用圖2B所示的PN結(jié)作為電源時,P-type (P型結(jié)構(gòu))區(qū)域作為電源的正極，與P基片短路的N-type區(qū)域作為電源的負極。
在圖2A-D中，PN結(jié)中的P端作為電源的正極，N端作為電源的負極?！?br> 圖3A-D是在P基片中兩個或兩個以上PN結(jié)的結(jié)構(gòu)。
其中，圖3A為一個圖2A所示的PN結(jié)和一個圖2B所示的PN結(jié)串聯(lián)。圖3B為η 個圖2Β所示的PN結(jié)串聯(lián)，η為大于等于2的自然數(shù)。圖3C為基于圖3Α，把其中的每個子結(jié)構(gòu)中多個相同的子結(jié)構(gòu)并聯(lián)所得，其中η和m都是大于等于2的自然數(shù)；圖3D為基于圖 3B,把每個子結(jié)構(gòu)展開,其中m, n1； n2,......nm是大于等于2的自然數(shù)。
在具體實施過程中，由于圖3A為一個圖2A所示的PN結(jié)和一個圖2B所示的PN結(jié)串聯(lián)而成，當電路使用圖3A所示的PN結(jié)多為電源時，圖2A所示的PN結(jié)中的N-type結(jié)構(gòu)作為電源的負極，而圖2B中的P-type結(jié)構(gòu)作為電源的正極。
由于圖3B為兩個或兩個以上的圖2B所示的PN結(jié)串聯(lián)而成，從而得到兩個或兩個以上的PN結(jié)光電壓。此時，每一個子結(jié)構(gòu)中的P-type區(qū)域連接到下一個子結(jié)構(gòu)的N_type well，以此類推。當電路使用圖3B所示的PN結(jié)作為電源時，P基片作為電源的負極，最后一個子結(jié)構(gòu)的P-type區(qū)域作為電源的正極。
圖4A-D是在N基片中產(chǎn)生PN結(jié)的結(jié)構(gòu)。
其中，圖4A對應圖2A所示的PN結(jié)，圖4B對應圖2B所示的PN結(jié)，圖4C對應圖3A 所示的PN結(jié)，圖4D對應圖3B所示的PN結(jié)。
在具體實施過程中，保持圖2A-D和圖3A-D中的PN結(jié)的結(jié)構(gòu)和連接都不變，將所有的N-type區(qū)域轉(zhuǎn)換成P-type,將所有的P_type區(qū)域轉(zhuǎn)換成N_type,從而得到圖4A-D所示的PN結(jié)。
在圖4A-D中，P端作為電源的正極，N端作為電源的負極。鑒于圖2 A-D和圖3A-D 中已有針對PN結(jié)詳細的描述，此處不再細述。
請參閱圖5，圖5是圖3A所示的PN結(jié)中電壓與電流關(guān)系的測試結(jié)果。本發(fā)明實施例的電源能量來自電磁波，比如光能。因此外界的光線越強，產(chǎn)生的電壓和電流也就越高。 在光的照射下，當作為電源的PN結(jié)不輸出任何電流時，兩端的電壓最大，當輸出最大電流時，兩端的電壓會降低成零。
綜上所述，本發(fā)明實施例采用半導體加工工藝，將PN結(jié)與電路集成在同一芯片上。PN結(jié)吸收電磁波，并將電磁波轉(zhuǎn)化成電能供電路作為電源使用，本發(fā)明實施例具有無 污染，壽命長等優(yōu)點。而且，由于將PN結(jié)與電路集成到同一芯片上，大大促進了片上系統(tǒng)的微型化，減小了電路的空間體積。
本發(fā)明實施例還提供一種電子設備，該電子設備包括上述的電路的電源裝置，鑒于該電源裝置在上文已有詳細的描述，此處不再贅述。
本發(fā)明實施例有效的將電源與電路系統(tǒng)進行集成，使兩者能夠在同一芯片上運行，減小了電路的空間體積，極大的提聞了電路系統(tǒng)空間利用率。
在上述實施例中，僅對本發(fā)明進行了示范性描述，但是本領域技術(shù)人員在閱讀本專利申請后可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明進行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種電路的電源裝置，其特征在于，所述電路的電源裝置包括基片、設置于所述基片上的PN結(jié)和電路，其中， 所述PN結(jié)，吸收周圍環(huán)境的電磁波，并將吸收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電流，將所述電流輸入到所述電路； 所述電路，接收所述PN結(jié)輸入的電流，將接收到的電流作為所述電路的電源使用。
2.如權(quán)利要求1所述的電路的電源裝置，其特征在于，所述電路采用半導體材料。
3.如權(quán)利要求2所述的電路的電源裝置，其特征在于，所述半導體材料為元素半導體，無機化合物半導體，有機化合物半導體、非晶態(tài)半導體或者液態(tài)半導體。
4.如權(quán)利要求1所述的電路的電源裝置，其特征在于，所述PN結(jié)為單個PN結(jié)、復合PN結(jié)、多個PN結(jié)串聯(lián)、多個PN結(jié)并聯(lián)或者多個PN結(jié)混聯(lián)。
5.如權(quán)利要求1所述的電路的電源裝置，其特征在于，所述電磁波包括光能、X射線以及輻射。
6.一種電子設備，其特征在于，所述電子設備包括一電路的電源裝置，所述電路的電源裝置包括基片，設置于所述基片上的PN結(jié)和電路，其中， 所述PN結(jié)，吸收周圍環(huán)境的電磁波，并將吸收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電流，將所述電流輸入到所述電路； 所述電路，接收所述PN結(jié)輸入的電流，將接收到的電流作為所述電路的電源使用。
7.如權(quán)利要求6所述的電子設備，其特征在于，所述電路采用半導體材料。
8.如權(quán)利要求7所述的電子設備，其特征在于，所述半導體材料為元素半導體，無機化合物半導體，有機化合物半導體、非晶態(tài)半導體或者液態(tài)半導體。
9.如權(quán)利要求6所述的電子設備，其特征在于，所述PN結(jié)為單個PN結(jié)、復合PN結(jié)、多個PN結(jié)串聯(lián)、多個PN結(jié)并聯(lián)或者多個PN結(jié)混聯(lián)。
10.如權(quán)利要求6所述的電子設備，其特征在于，所述電磁波包括光能、X射線以及輻射。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電子設備及其電路的電源裝置。電路的電源裝置包括基片、設置于基片上的PN結(jié)和電路，其中，PN結(jié)吸收周圍環(huán)境的電磁波，并將吸收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電流，將電流輸入到電路；電路接收PN結(jié)輸入的電流，將接收到的電流作為電路的電源使用。本發(fā)明有效的將電源與電路進行集成，使兩者能夠在同一芯片上運行，減小了電路的空間體積，極大的提高了電路系統(tǒng)空間利用率。
文檔編號H01L31/0687GK103000739SQ20111027593
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者劉若鵬, 劉京京 申請人:深圳光啟高等理工研究院