Vdmos晶體管以及其集成ic、開關(guān)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種VDMOS晶體管以及其集成1C、開關(guān)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]A⑶C開關(guān)電源及LED恒流驅(qū)動(dòng)電源由變壓器，電容，二極管，開關(guān)，以及開關(guān)器件的控制電路構(gòu)成。開關(guān)器件和控制電路可以做到一個(gè)硅片上成為一顆集成電路(1C)，也可以通過把控制器和MOS管封裝在一起成為一顆1C。后者的開關(guān)器件通常是VDMOS (verticaldouble-diffus1n metal-oxi de-semi conductor,垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管?？刂齐娐沸枰须娏魈峁?，同時(shí)也需要得到VDMOS晶體管漏極電壓突變的信號，以便對MOS管進(jìn)行開關(guān)控制。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)上述功能的電路有兩種，一種是通過串聯(lián)兩個(gè)增強(qiáng)型NMOS管來實(shí)現(xiàn)供電和檢測漏極突變電壓，另一種是通過增設(shè)外圍輔助繞組為控制器供電，并且通過該輔助繞組或一個(gè)增強(qiáng)型NMOS管來檢測漏極電壓突變信號。
[0004]這兩種電路雖然對于實(shí)現(xiàn)上述目的都是可行的，但是電路復(fù)雜，功耗大，具有高損耗的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種VDMOS晶體管以及其集成1C、開關(guān)電路，旨在解決控制器與VDMOS集成電路損耗高的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種VDMOS(vertical double-diffus1nmetal-oxide-semiconductor,垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管，所述VDMOS晶體管包括一襯底，在該襯底的一面依次形成有第一柵極、第一源極、第二柵極、第二源極，在襯底的另一面上形成共用漏極；所述第一柵極、第一源極、襯底與共用漏極形成增強(qiáng)型管，所述第二柵極、第二源極、襯底與共用漏極形成耗盡型管。
[0007]優(yōu)選的，所述襯底包括:N+娃片層和N-外延層，所述N-外延層位于N+娃片層的正上方；所述N-外延層的上表面形成有柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵極氧化層以及位于柵極氧化層表面的柵極多晶硅層；所述N-外延層的上表面向內(nèi)形成有P阱區(qū)以及位于P阱區(qū)內(nèi)的N+源區(qū)。
[0008]此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種集成1C，所述集成IC包括控制器以及上述VDMOS晶體管；所述控制器包括第一柵極引腳、第二源極引腳、第二柵極引腳、電源引腳，所述第一柵極引腳與所述VDMOS晶體管的第一柵極相連接，所述第二源極引腳與所述VDMOS晶體管的第二源極相連接，所述第二柵極引腳與所述VDMOS晶體管的第二柵極相連接，所述電源引腳與電容的一端連接，電容的另一端接地。
[0009]優(yōu)選的，所述控制器還包括第一源極引腳，所述第一源極引腳與所述VDMOS晶體管的第一源極相連接。
[0010]此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括:整流橋、上述集成1C、變壓器、負(fù)載；所述整流橋的輸出端與所述變壓器的原邊繞組的一端相連接；所述變壓器的原邊繞組的另一端與所述集成IC的一端相連接，所述集成IC的另一端接地，所述變壓器的負(fù)邊繞組連接負(fù)載。
[0011]本發(fā)明提供的VDMOS晶體管包括增強(qiáng)型管與耗盡型管，具有給外圍控制電路供電以及反映漏極電壓突變的功能。一方面，集成了增強(qiáng)型管與耗盡型管的VDMOS晶體管，相對于所述增強(qiáng)型管與耗盡型管獨(dú)立連接所組成的結(jié)構(gòu)，體積更小。另一方面，耗盡型管為外圍控制電路提供工作電流，外圍控制電路利用所述耗盡型管內(nèi)部的耦合電容來檢測VDMOS管的漏極電壓突變。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的VDMOS晶體管可以驅(qū)動(dòng)外圍控制器工作，不需要外接復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)就可以反映漏極電壓突變。綜上，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的VDMOS晶體管體積更小，電路損耗更少。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明開關(guān)電路一實(shí)施例的功能模塊框圖；
[0013]圖2為本發(fā)明集成IC 一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明VDMOS晶體管一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明VDMOS晶體管一實(shí)施例的垂直結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5為本發(fā)明開關(guān)電路一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖6為現(xiàn)有技術(shù)一電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖7為現(xiàn)有技術(shù)另一電路結(jié)構(gòu)不意圖。
[0019]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0020]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括:
[0022]整流橋11、變壓器12、集成IC13、負(fù)載14 ;所述整流橋11的輸入端接收交流電源輸出的交流電，輸出端與所述變壓器12的原邊繞組的一端相連接；所述變壓器12的原邊繞組的另一端與所述集成IC13的一端相連接，所述集成IC13的另一端接地，所述變壓器12的副邊繞組與所述負(fù)載14并聯(lián)。
[0023]如圖2和圖 3 所不，上述集成 IC13 包括 VDMOS (vertical double-diffus1nmetal-oxide-semiconductor，垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管130與控制器131。
[0024]所述VDMOS晶體管130的電路結(jié)構(gòu)包括增強(qiáng)型管NI與耗盡型管N2。所述增強(qiáng)型管NI的柵極Gl與源極SI分別構(gòu)成為所述VDMOS晶體管130的第一柵極Gl與第一源極SI ;所述耗盡型管N2的柵極G2與源極S2分別構(gòu)成為所述VDMOS晶體管130的第二柵極G2與第二源極S2 ;所述增強(qiáng)型管NI的漏極與所述耗盡型管N2的漏極相連接，構(gòu)成為所述VDMOS晶體管130的共用漏極DRAIN。
[0025]上述控制器131包括第一柵極引腳P1、第一源極引腳Q1、第二柵極引腳P2、第二源極引腳Q2、電源引腳VCC以及接地引腳GND。所述第一柵極引腳Pl與所述VDMOS晶體管130的第一柵極Gl相連接，用于控制所述第一柵極Gl的電壓。所述第一源極引腳Ql與所述VDMOS晶體管130的第一源極SI相連接，用于檢測所述第一源極SI的電流。所述第二柵極引腳P2與所述VDMOS晶體管130的第二柵極G2相連接，用于控制以及檢測所述第二柵極G2的電壓。所述第二源極引腳Q2與所述VDMOS晶體管130的第二源極S2相連接，用于檢測所述第二源極S2的電壓。所述電源引腳VCC與外界電源相連接，或者，不與外界電源相連接。所述接地引腳GND與地線相連接。所述控制器131的電源引腳VCC構(gòu)成為所述集成IC13的電源引腳VCC ;所述控制器131的接地引腳GND構(gòu)成為所述集成IC13的接地引腳GND ;上述VDMOS晶體管130的共用漏極DRAIN構(gòu)成為所述集成IC13的共用漏極引腳DRAIN ;所述第一源極引腳Ql與所述VDMOS晶體管130的第一源極SI相連接后引出，構(gòu)成為所述集成ICl3的電流檢測引腳CS。
[0026]具體地，當(dāng)所述集成IC13沒有啟動(dòng)時(shí)，所述VDMOS晶體管130的第二柵極G2與第二源極S2之間的電壓差值為零，所述VDMOS晶體管130中耗盡型管N2導(dǎo)通，所述VDMOS晶體管130的共用漏極DRAIN與第二源極S2之間形成有導(dǎo)通電流，所述導(dǎo)通電流經(jīng)所述控制器131的第二源極引腳Q2流向控制器131，所述控制器131內(nèi)部的電流限制結(jié)構(gòu)將所述導(dǎo)通電流輸入所述控制器131的電源引腳VCC，所述控制器131獲得所述控制器131的工作電壓，所述控制器131開始工作。
[0027]所述控制器131根據(jù)其電源引腳VCC的電壓值來控制所述第二柵極引腳G2的輸出電壓，通過G2電壓值來控制所述VDMOS晶體管130的共用漏極DRAIN與第二源極S2之間的電流。當(dāng)所述控制器131從S2獲得的電流等于其所需的電流值時(shí)，所述控制器131的VCC電壓保持穩(wěn)定，所述控制器131開始穩(wěn)定工作。
[0028]—方面，所述控制器131控制所述第一柵極引腳Pl輸出高電平，所述VDMOS晶體管130的第一柵極Gl與第一源極SI之間的電壓差值高于開啟電壓，所述VDMOS晶體管130中增強(qiáng)型管NI導(dǎo)通?；蛘?，所述控制器131控制所述第一柵極引腳Pl輸出低電平，所述VDMOS晶體管130的第一柵極Gl與第一源極SI之間的電壓差值低于開啟電壓，所述VDMOS晶體管130中增強(qiáng)型管NI截止。
[0029]另一方面，所述VDMOS晶體管130的共用漏極DRAIN與第二源極S2之間存在耦合電容，所述VDMOS晶體管130的第二柵極G2與共用漏極DRAIN之間也存在耦合電容。所述控制器131開啟并穩(wěn)定工作后，當(dāng)所述VDMOS晶體管130的共用漏極DRAIN的電壓發(fā)生突變時(shí)，勢必會(huì)引起所述耦合電容另一端電壓的變化，所以相應(yīng)的所述VDMOS晶體管130的第二源極S2或者第二柵極G2的電壓會(huì)發(fā)生變化。由于控制器131可以檢測到所述第二源極S2、第二柵極G2的電壓發(fā)生了變化，又已知所述第二源極S2、第二柵極G2的電壓變化為所述共用漏極DRAIN的電壓突變所致，因此，控制器131可以檢測到所述共用漏極DRAIN的電壓突變。
[0030]本發(fā)明提供的集成IC包括控制器和VDMOS晶體管。由于當(dāng)耗盡型管的柵極與源極之間的電壓差值為零時(shí)，所述耗盡型管即可導(dǎo)通并且形成有導(dǎo)通電流，因此所述VDMOS晶體管中耗盡型管可以為所述控制器提供工作電流。一方面，利用所述增強(qiáng)型管的導(dǎo)通原理，所述控制器通過控制第一柵極引腳輸出高低電平來控制所述VDMOS晶體管的開關(guān)。另一方面，利用所述VDMOS晶體管中耗盡型管的漏極與源極、柵極與漏極之間的耦合電容，所述控制器可以檢測出所述VDMOS晶體管的共用漏極的電壓突變。本發(fā)明提供的集成IC在整個(gè)運(yùn)行過程中，不與外界電源相連接即可穩(wěn)定工作，不增加外圍電路就可以檢測出VDMOS晶體管的共用漏極電壓突變，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的集成IC具有電路損耗小的特點(diǎn)。
[0031]進(jìn)一步的，如圖4所不，上述VDMOS晶體管的垂直結(jié)構(gòu)包括一襯底，在該襯底的一面依次形成有第一柵極G1、第一源極S1、第二柵極G2、第二源極S2，在襯底的另一面上形成共用漏極DRAIN ;所述第一柵極G1、第一源極S1、襯底與共用漏極DRAIN形成增強(qiáng)型管NI ;所述第二柵極G2、第二源極S2、襯底與共用漏極DRAIN形成耗盡型管N2。
[0032]所述襯底包括N+娃片層和N-外延層，所述N-外延層位于N+娃片層的正上方；所述N-外延層的上