6單片地集成的氮化鎵層114。硅主體107可被考慮為沉積在頂部上的HEMT提供半導(dǎo)體襯底。高電壓耗盡模式晶體管102還包括布置在氮化鎵層114上的氮化鋁鎵層115和布置在氮化鋁鎵層115上的氮化鎵保護(hù)層116。
[0076]高電壓耗盡模式晶體管包括源極117，其穿過(guò)保護(hù)層116、氮化鋁鎵層115和氮化鎵層114延伸并被布置在低電壓增強(qiáng)模式晶體管101的漏極106上并與低電壓增強(qiáng)模式晶體管101的漏極106電耦合。高電壓耗盡模式晶體管102還包括漏極電極118，其穿過(guò)保護(hù)層116和氮化鋁鎵層115延伸并與氮化鎵層114接觸。高電壓耗盡模式晶體管102還包括柵極電極119，其被布置在保護(hù)層116上并橫向地被定位于源極電極117和漏極電極118之間。在氮化鋁鎵層115和氮化鎵層114之間的接口 120處通過(guò)自發(fā)極化形成二維氣體。氮化鎵層114可被考慮為溝道層，且氮化鋁鎵可被考慮為阻擋層。
[0077]開(kāi)關(guān)電路100還包括在高電壓耗盡模式晶體管102的柵極電極119和導(dǎo)電跡線121之間的例如接合線128的形式的電連接，低電壓增強(qiáng)模式晶體管101的源極焊盤(pán)103被安裝在導(dǎo)電跡線121上。因此，高電壓耗盡模式晶體管102的柵極電極119在柵地陰地放大器配置中電耦合到低電壓增強(qiáng)模式晶體管101的源極103。高電壓耗盡模式晶體管102的漏極電極118通過(guò)另外的電連接(例如夾片123)電耦合到漏極跡線122。
[0078]低電壓增強(qiáng)模式晶體管具有源極向下的布置，使得源極焊盤(pán)103例如通過(guò)焊料安裝在襯底129的跡線122上，且柵極焊盤(pán)104和溫度感測(cè)焊盤(pán)105例如通過(guò)焊料安裝在布置在襯底129上的另外的跡線124。
[0079]開(kāi)關(guān)電路100包括電耦合到漏極跡線121的漏極節(jié)點(diǎn)、電耦合到跡線120的源極節(jié)點(diǎn)、電親合到跡線122的柵極節(jié)點(diǎn)，跡線122親合到柵極焊盤(pán)104。感測(cè)焊盤(pán)105由接合線123耦合到邏輯113。邏輯113進(jìn)一步由接合線126耦合到兩個(gè)另外的跡線124、125。
[0080]襯底129可以是再分布板或引線框。
[0081]開(kāi)關(guān)電路100的過(guò)熱檢測(cè)電路109包括集成在硅主體107中的pn結(jié)。pn結(jié)110可由例如集成在硅主體107中的二極管111提供。png 110可以是正向偏置或反向偏置的，且在任一情況下具有可用于檢測(cè)pn結(jié)110的溫度的預(yù)先確定的溫度相關(guān)特性。
[0082]因?yàn)閜n結(jié)110集成在硅主體107中，pn結(jié)110的溫度實(shí)質(zhì)上與低電壓增強(qiáng)模式晶體管101的溫度相同。因?yàn)榈碗妷涸鰪?qiáng)模式晶體管101與高電壓耗盡模式晶體管102熱耦合，過(guò)熱檢測(cè)電路109也熱耦合到高電壓增強(qiáng)模式晶體管102，并可提供對(duì)低電壓增強(qiáng)模式晶體管101和高電壓耗盡模式晶體管102兩者的過(guò)熱保護(hù)，如果晶體管中的一個(gè)或兩者過(guò)熱。
[0083]在實(shí)施例中，pn結(jié)110是正向偏置的，并具有與結(jié)溫度成反比的電壓降。過(guò)熱檢測(cè)電路109還包括耦合到正向偏置pn結(jié)110的用于產(chǎn)生與電壓降成比例的電壓的電壓裝置。過(guò)熱檢測(cè)電路109還包括用于接收由電壓裝置產(chǎn)生的電壓并用于在電壓超過(guò)閾值電壓時(shí)產(chǎn)生用來(lái)指示溫度已經(jīng)超過(guò)預(yù)先確定的閾值的信號(hào)的閾值裝置。如果溫度超過(guò)預(yù)先確定的閾值，這可意味著低電壓增強(qiáng)模式晶體管101和/或高電壓耗盡模式晶體管過(guò)熱。在這種情況下，邏輯113可確定開(kāi)關(guān)電路100應(yīng)被斷開(kāi)并斷開(kāi)開(kāi)關(guān)電路100。
[0084]在實(shí)施例中，過(guò)熱檢測(cè)電路109的png 110是反向偏置的，并具有溫度相關(guān)的反向泄漏電流。在這個(gè)實(shí)施例中，過(guò)熱檢測(cè)電路109可包括耦合到反向偏置png 110的用于產(chǎn)生與反向泄漏電流成比例的電壓的電壓裝置。過(guò)熱檢測(cè)電路109也可包括用于從電壓裝置接收電壓并用于在電壓超過(guò)閾值電壓時(shí)產(chǎn)生指示溫度已經(jīng)超過(guò)預(yù)先確定的閾值溫度的信號(hào)的閾值裝置。如果溫度超過(guò)預(yù)先確定的閾值，這可意味著低電壓增強(qiáng)模式晶體管101和/或高電壓耗盡模式晶體管過(guò)熱。在這種情況下，邏輯113可確定開(kāi)關(guān)電路100應(yīng)被斷開(kāi)。
[0085]空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)(諸如“在……下”、“在……之下”、“下部”、“在……之上”、“上部”等)
用于容易描述以解釋一個(gè)元件相對(duì)于第二元件的定位。除了與在圖中描繪的方位不同的方位以外，這些術(shù)語(yǔ)意圖包括器件的不同方位。
[0086]此外，術(shù)語(yǔ)(諸如“第一”、“第二”等)也用于描述各種元件、區(qū)、區(qū)段等，并且也并不意在為限制性的。相同的術(shù)語(yǔ)指的是遍及該描述的相同的元件。
[0087]如在本文使用的，術(shù)語(yǔ)“具有”、“包含”、“包括”、“由……組成”等是指示所陳述的元件或特征的存在的開(kāi)放性術(shù)語(yǔ)，而不排除附加的元件或特征。冠詞“一”、“一個(gè)”和“該”
意在包括復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另有清楚的指示。
[0088]將理解，本文描述的各種實(shí)施例的特征可彼此組合，除非另有明確說(shuō)明。
[0089]雖然已經(jīng)在本文圖示和描述了特定實(shí)施例，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，多種替換和/或等效實(shí)現(xiàn)可代替所示和所述的特定實(shí)施例，而不脫離本發(fā)明的范圍。本申請(qǐng)意在涵蓋在本文討論的特定實(shí)施例的任何改編或變化。因此，意圖是本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等效形式限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種開(kāi)關(guān)電路，包括: 輸入漏極、源極和柵極節(jié)點(diǎn)； 高電壓耗盡模式晶體管，其包括與低電壓增強(qiáng)模式晶體管的電流路徑串聯(lián)耦合的電流路徑；以及 用于檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)電路的過(guò)熱的過(guò)熱檢測(cè)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管是IGFET。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述IGFET是P溝道MOSFET。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述過(guò)熱檢測(cè)電路至少部分地集成在所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管包括彼此并聯(lián)連接并集成在半導(dǎo)體襯底中的多個(gè)晶體管單元，以及集成在同一半導(dǎo)體襯底中的具有預(yù)先確定的溫度相關(guān)電壓特性的偏置Pn結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管包括彼此并聯(lián)連接并集成在半導(dǎo)體襯底中的多個(gè)晶體管單元，以及集成在同一半導(dǎo)體襯底中的正向偏置pn結(jié)，所述正向偏置pn結(jié)具有與結(jié)溫度成反比的電壓降。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開(kāi)關(guān)電路，還包括耦合到所述正向偏置pn結(jié)的用于產(chǎn)生與所述電壓降成比例的電壓的電壓裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述過(guò)熱檢測(cè)電路包括用于接收所述電壓并在所述電壓超過(guò)閾值電壓時(shí)產(chǎn)生用來(lái)指示所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管過(guò)熱的信號(hào)的閾值 目.ο
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管包括彼此并聯(lián)連接并集成在半導(dǎo)體襯底中的多個(gè)晶體管單元，以及集成在同一半導(dǎo)體襯底中的反向偏置pn結(jié)，所述反向偏置PU結(jié)具有溫度相關(guān)的反向泄漏電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的開(kāi)關(guān)電路，還包括耦合到所述反向偏置pn結(jié)的用于產(chǎn)生與所述反向泄漏電流成比例的電壓的電壓裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述過(guò)熱檢測(cè)電路包括用于接收所述電壓并用于在所述電壓超過(guò)閾值電壓時(shí)產(chǎn)生用來(lái)指示所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管過(guò)熱的信號(hào)的閾值裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述過(guò)熱檢測(cè)電路還包括在所述半導(dǎo)體襯底上并耦合到所述偏置pn結(jié)的第一過(guò)熱檢測(cè)焊盤(pán)和第二過(guò)熱檢測(cè)焊盤(pán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，還包括至少一個(gè)過(guò)熱檢測(cè)節(jié)點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述高電壓耗盡模式晶體管在柵地陰地放大器布置中操作地連接到所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述高電壓耗盡模式晶體管被直接驅(qū)動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述高電壓耗盡模式晶體管作為分立部件被提供，且所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管作為分立部件被提供。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述高電壓耗盡模式晶體管和所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管相鄰于彼此安裝在復(fù)合封裝中。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述高電壓耗盡模式晶體管和所述低電壓增強(qiáng)模式晶體管被單片集成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述高電壓耗盡模式晶體管是基于III族氮化物的晶體管。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電路，其中所述高電壓耗盡模式晶體管是基于III族氮化物的高電子迀移率晶體管(HEMT )。
【專(zhuān)利摘要】開(kāi)關(guān)電路。在實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路包括輸入漏極、源極和柵極節(jié)點(diǎn)、包括與低電壓增強(qiáng)模式晶體管的電流路徑串聯(lián)耦合的電流路徑的高電壓耗盡模式晶體管、以及用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)電路的過(guò)熱的過(guò)熱檢測(cè)電路。
【IPC分類(lèi)】H03K17-567
【公開(kāi)號(hào)】CN104601155
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410595130
【發(fā)明人】奧特倫巴 R., 桑德 R., 席斯 K.
【申請(qǐng)人】英飛凌科技奧地利有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年10月30日
【公告號(hào)】DE102014115713A1, US20150115324