一种新型开关电源控制芯片的制作方法

1.本实用新型属于控制芯片技术领域，具体涉及一种新型开关电源控制芯片。


背景技术：

2.随着三代半导体的发展，特别是氮化镓功率电子器件，其特有的小qg，高耐压、高耐温等特性，使其在开关电源中占据较大优势，相比于si的mosfet 器件，使用gan芯片做开关器件可以提高电源的开关频率，从而降低被动元件比如电感，变压器等体积，从而降低整个适配器模块的体积。
3.对于gan
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hemt器件，由于极化作用，algan/gan异质结界面会形成高浓度的二维电子气(2deg)，因此一般的gan
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hemt都是耗尽型(常开型)器件，而电子电力应用中通常需要增强型(常关型)器件。几种常用的制备增强型gan
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hemt的方案包括p型栅，凹槽栅以及cascode结构，其中p型栅和凹槽栅都需要进行几十nm的gan或者algan层低损伤的刻蚀，对刻蚀工艺要求很高。而cascode结构采用耗尽型gan
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hemt与si低压mosfet串联而成，其中gan
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hemt承受高电压，并提供低导通电阻，而低压mosfet提供低栅极驱动和低反向恢复，其具有卓越的自体二极管特性，并且可以采用传统的栅极驱动器，便于使用。
4.为此我们提出一种新的控制芯片，采用cascode架构的gan
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hemt做开关器件，同时单片集成pwm和驱动芯片。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种新型开关电源控制芯片，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型开关电源控制芯片，包括基层硅板，所述基层硅板的顶部外延生长有gan
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hemt器件，所述基层硅板的顶部生长有lv
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mos器件与pwm 驱动电路，所述lv
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mos器件位于pwm 驱动电路的左侧，所述基层硅板，所述lv
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mos器件的顶部固定安装有第二金属互联架网与两个第一金属互联架网，两个所述第一金属互联架网远离lv
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mos器件的一端均与gan
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hemt器件相连通。
7.优选的，所述基层硅板的顶部涂覆有钝化层。
8.优选的，所述基层硅板的顶部蚀刻有多个隔离层。
9.优选的，所述pwm 驱动电路的顶部连通有第一外延金属架网，所述 gan
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hemt器件的顶部连通有第二外延金属架网。
10.优选的，所述gan
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hemt器件为gan材料构件。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该新型开关电源控制芯片采用在基层硅板上选区外延生长gan
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hemt器件作为外延材料，并通过标准 cmos工艺加工成耗尽型器件，在加工耗尽型器件过程中，同时在基层硅板上制作横向低压gan
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hemt器件器件，二者实现cascode单片连接；另一方面，在基层硅板上采用cmos工艺制作pwm 驱动电路，实现单片集成功能，并且整体体积较小。
附图说明
12.图1为本实用新型基层硅板及v形槽的正视剖面图；
13.图2为本实用新型基层硅板外延gan
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hemt器件的正视剖面图；
14.图3为本实用新型的正视剖面。
15.图中：1、基层硅板；2、钝化层；3、gan
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hemt器件；4、lv
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mos器件； 5、pwm 驱动电路；6、隔离层；7、第一金属互联架网；8、第二金属互联架网；9、第一外延金属架网；10、第二外延金属架网。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.请参阅图1
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图3，本实用新型提供一种新型开关电源控制芯片，包括基层硅板1，基层硅板1的顶部外延生长有gan
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hemt器件3，基层硅板1的顶部生长有lv
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mos器件4与pwm 驱动电路5，lv
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mos器件4位于pwm 驱动电路5的左侧，基层硅板1，lv
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mos器件4的顶部固定安装有第二金属互联架网8与两个第一金属互联架网7，两个第一金属互联架网7远离lv
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mos器件4的一端均与gan
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hemt器件3相连通。
18.本实施例中，优选的，基层硅板1的顶部涂覆有钝化层2，钝化是指金属经强氧化剂或电化学方法氧化处理，使表面变为不活泼态即钝化的过程，是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法，通过设置有钝化层2，能够有效的提高了对于基层硅板1顶部的抗氧化性能。
19.本实施例中，优选的，基层硅板1的顶部蚀刻有多个隔离层6，通过设置有隔离层6，能够防止基层硅板1在操作其中一个零件时影响到顶部其他元器件在腐蚀或者延生等其他操作。
20.本实施例中，优选的，pwm 驱动电路5的顶部连通有第一外延金属架网9， gan
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hemt器件3的顶部连通有第二外延金属架网10，通过设置有第一外延金属架网9与第二外延金属架网10，方便gan
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hemt器件3与pwm 驱动电路 5建立与外界其他电路之间的连接。
21.本实施例中，优选的，gan
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hemt器件3为gan材料构件，使用gan芯片做开关器件可以提高电源的开关频率，从而降低被动元件比如电感，变压器等体积，从而降低整个适配器模块的体积。
22.本实用新型的工作原理及使用流程：该装置在操作时
23.1、采用基层硅板1衬底，通常为p型，在其上刻蚀出v型槽，通常使用koh溶液，如图1所示；
24.2、在基层硅板1的顶部外延生长一层gan
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hemt器件3，并刻蚀部分 gan
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hemt器件3底部，如图2所示，只留下v槽中的aln；
25.3、在基层硅板1的顶部制作lv
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mos器件4与pwm 驱动电路5，并且设置有第一金属互联架网7、第一金属互联架网7与lv
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mos器件4进行相互之间的连接，具体连接关系如图所示；
26.4、在基层硅板1的顶部涂上钝化层2，并设置好隔离层6提供保护。
27.该实用新型采用在基层硅板1上选区外延生长gan
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hemt器件3作为外延材料，并通过标准cmos工艺加工成耗尽型器件，在加工耗尽型器件过程中，同时在基层硅板1上制作横向低压gan
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hemt器件3器件，二者实现cascode 单片连接；另一方面，在基层硅板1上采用cmos工艺制作pwm 驱动电路5，实现单片集成功能，并且整体体积较小。