高电压电源控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高电压电源控制系统包含微处理器单元、嵌入式非挥发性存储器及高电压驱动器。微处理器单元用以控制高电压电源控制系统的复数个高电压输出。嵌入式非挥发性存储器电性耦接于微处理器单元。高电压驱动器电性耦接于微处理器单元，并用以输出高电压电源控制系统的复数个高电压输出。高电压电源控制系统与逻辑制程兼容，且其非挥发性存储器及高电压驱动器仍可支持高电压的指令操作。

【技术实现步骤摘要】
高电压电源控制系统
本专利技术涉及一种高电压电源控制系统，特别是一种与逻辑制程兼容的高电压电源 控制系统。
技术介绍
用以控制高压电源的微处理器单元常被使用在许多不同的应用之中，如数字电源 管理（digitalpowermanagement)或触控面板控制等。由于微处理器单元原是设计来控 制逻辑讯号，因此微处理器单元的输出及输入讯号的电压大多是介于1. 2伏特至1. 5伏特 之间。也因此微处理器单元可能需要高电压组件以支持介于5伏特至18伏特的高电位输 出及输入讯号。由于微处理器单元及高电压组件对操作电压的需求并不相同，因此不易以 相同制程来制造微处理器单元及高电压组件。亦即，微处理器单元是以逻辑制程来制造，而 高电压组件则是以高电压制程来制造。 高电压制程可用来制造支持低、中及高电压的组件。图1说明利用高电压制程制 造的晶体管T1至T6。晶体管T1及T2为低电压组件，其可支持1. 2伏特、1. 5伏特或1. 8 伏特的电压。晶体管T3及T4为中电压组件，其可支持3.3伏特或5伏特的电压。晶体管 T5及T6为高电压组件，其可支持大于10伏特的电压。如图1所示，为能承受高电压的指令 操作，晶体管T5及T6的栅极氧化层厚度会比晶体管T1至T4的栅极氧化层厚度还大。举 例而言，晶体管T5及T6的栅极氧化层厚度可为250人，晶体管T3及T4的栅极氧化层厚度 可为或1301，而晶体管T1及T2的栅极氧化层厚度可小于5GA。此外，晶体管T5中N型 深井区HVNW的掺杂浓度会小于晶体管T1及T3中N井区NW1及NW2的掺杂浓度。晶体管 T6中P型深井区HPNW的掺杂浓度会小于晶体管T2及T4中P井区PW1及PW2的掺杂浓度。 再者，相较于逻辑制程，高电压制程需要更多的光罩及程序。因此额外的高电压制程不仅会 增加制造成本，同时也使得整合更加困难。
技术实现思路
为解决先前技术中高电压电源控制系统必须由高电压制程制造而导致成本增加 及整合不易的问题，本专利技术的一实施例提供一种可与逻辑制程兼容的高电压电源控制系 统。高电压电源控制系统包含微处理器单元、嵌入式非挥发性存储器及高电压驱动器。微处 理器单元用以控制高电压电源控制系统的复数个高电压输出，并至少包含复数个低电压组 件。嵌入式非挥发性存储器电性耦接于微处理器单元，并包含复数个低电压组件、复数个中 电压组件及复数个横向扩散金氧半场效晶体管。高电压驱动器电性耦接于微处理器单元， 用以输出高电压电源控制系统的复数个高电压输出，并至少包含复数个中电压组件及复数 个横向扩散金氧半场效晶体管。高电压电源控制系统可兼容于逻辑制程。 本专利技术另一实施例所提供的高电压电源控制系统另包含可调式高电压加压电路。 可调式高电压加压电路用以供应电源至高电压驱动器，并至少包含复数个中电压组件及复 数个横向扩散金氧半场效晶体管。 【附图说明】 图1为先前技术利用高电压制程制造的晶体管的示意图。 图2为本专利技术一实施例的高电压电源控制系统的示意图。 图3为本专利技术一实施例的横向扩散金氧半场效晶体管架构的示意图。 图4为本专利技术另一实施例的高电压电源控制系统的示意图。 其中，附图标记说明如下： T1、T2、T3、T4、T5、T6 晶体管 NW1 第一N井区 NW2 第二N井区 PW1 第一P井区 PW2 第二P井区 HVNWN型深井区 HVPWP型深井区 100,300 高电压电源控制系统 110 微处理器单元 112 控制讯号 120 嵌入式非挥发性存储器 130 高电压驱动器 132 高电压输出 200 横向扩散晶体管架构 210 P型基底 212 N型深井区 214 第一N井区 216 第一P井区 218 第二P井区 220 第二N井区 222 第一P型掺杂区 224 第二P型掺杂区 226 第三P型掺杂区 228 第一栅极构造 230、240 浅槽隔离结构 232 第四N型掺杂区 234 第五N型掺杂区 236 第六N型掺杂区 238 第二栅极构造 340 可调式高电压加压电路 【具体实施方式】 图2为本专利技术一实施例的高电压电源控制系统100的示意图。高电压电源控制系 统100包含微处理器单元110、嵌入式非挥发性存储器120及高电压驱动器130。微处理器 单元110可用以控制高电压电源控制系统100的复数个高电压输出132。嵌入式非挥发性 存储器120及高电压驱动器130皆电性耦接于微处理器单元110。在一实施例中，微处理器 单元110可监控系统环境并根据预先决定的算法程序、参数设定、身分辨识信息或安全信 息以输出适当的控制讯号112。而微处理器单元110所需的复数个程序代码、复数个参数设 定、复数个身分辨识指令操作或复数个安全信息指令操作及可储存在嵌入式非挥发性存储 器120之中。一旦微处理器单元110完成计算，微处理器单元110即可输出控制讯号112。 高电压驱动器130接收控制讯号112并将控制讯号112的电位提升至较高的电位以输出高 电压电源控制系统100的复数个高电压输出132。 由于微处理器单元110是设计来操作低电压的逻辑讯号指令，因此微处理器单元 110至少包含复数个低电压组件，而每一个低电压组件可支持1. 2伏特、1. 5伏特或1. 8伏 特的低电压指令操作。在本专利技术的另一实施例中，微处理器110亦可能需要支持中电压的 指令操作如3伏特至4伏特或5伏特至6伏特指令操作。于此情形下，微处理器单元110 则可另包含可支持中电压指令操作的中电压组件。由于此处所述的逻辑制程是指可支持一 般系统内的低至中电压轨，亦即1. 2伏特、1. 5伏特、1. 8伏特、3. 3伏特、5伏特及电压范围 在6伏特以内的电压轨，因此微处理器单元110可与逻辑制程兼容。相反地，可用以支持较 高电压如8伏特、10伏特或更高电压的组件，则通常需要高电压制程。相较于逻辑制程，高 电压制程中较厚的栅极氧化层及较稀薄的漏极和源极掺杂浓度可使组件得以承受高电压 的指令操作。由于嵌入式非挥发性存储器120也可能需要支持高电压的指令操作，嵌入式 非挥发性存储器120可包含复数个低电压组件、中电压组件以及可支持高电压指令操作的 组件。同样地，高电压驱动器130也可包含中复数个中电压组件以及可支持高电压指令操 作的组件。美国专利号8, 373, 485即揭露了可操作于高电压模式及低电压模式的电压转换 装置（levelshiftingapparatus)。因此，根据美国专利号8, 373, 485所教导的类似作法， 嵌入式非挥发性存储器120即可利用与微处理器单元110相同的逻辑制程来制作，而嵌入 式非挥发性存储器120仍可承受高电压的指令操作。 图3为本专利技术的一实施例的横向扩散晶体管架构200的示意图。横向扩散晶体管 架构200虽可利用逻辑制程制造，但仍可承受高电压。横向扩散晶体管架构200包含P型 基底210、N型深井区212、位于N型深井区212内的第一N井区214、位于N型深井区212 内并与第一N井区214相邻的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高电压电源控制系统，其特征在于，包含：微处理器单元，用以控制该高电压电源控制系统的复数个高电压输出，并至少包含复数个低电压组件；嵌入式非挥发性存储器，电性耦接于该微处理器单元，包含复数个低电压组件、复数个中电压组件及复数个横向扩散金氧半场效晶体管；及高电压驱动器，电性耦接于该微处理器单元，用以输出该高电压电源控制系统的该些高电压输出，并至少包含复数个中电压组件及复数个横向扩散金氧半场效晶体管。

【技术特征摘要】
2013.08.19 US 61/867,5661. 一种高电压电源控制系统，其特征在于，包含： 微处理器单元，用以控制该高电压电源控制系统的复数个高电压输出，并至少包含复 数个低电压组件； 嵌入式非挥发性存储器，电性耦接于该微处理器单元，包含复数个低电压组件、复数个 中电压组件及复数个横向扩散金氧半场效晶体管；及 高电压驱动器，电性耦接于该微处理器单元，用以输出该高电压电源控制系统的该些 高电压输出，并至少包含复数个中电压组件及复数个横向扩散金氧半场效晶体管。2. 如权利要求1所述的高电压电源控制系统，其特征在于，另包含： 可调式高电压加压电路，用以供应电源至该高电压驱动器，并至少包含复数个中电压 组件及复数个横向扩散金氧半场效晶体管。3. 如权利要求1所述的高电压电源控制系统，其特征在于，每一横向扩散金氧半场效 晶体管的栅极厚度小于由高电压制程所制造的晶体管的栅极厚度。4. 如权利要求1所述的高电压电源控制系统，其特征在于，该嵌入式非挥发性存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨青松，郭东政，
申请(专利权)人：力旺电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71