双向开关和包括该开关的双向开关装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是提供能够以提高的稳定性进行开关操作的双向开关，并且还提供包括这样的双向开关的双向开关装置。双向开关(8a)包括：第一横向晶体管(1)，其包括在第一导电层(10)的面上的第一半导体层(11)；第二横向晶体管(2)，其包括在第二导电层(20)的面上的第二半导体层(21)；连接构件(5a)；第一导体构件(61a)；以及第二导体构件(62a)。连接构件(5a)将第一横向晶体管(1)和第二横向晶体管(2)反向串联地连接在一起。第一导体构件(61a)将第一横向晶体管(1)的第一源极电极(1S)电气连接至第一导电层(10)。第二导体构件(62a)将第二横向晶体管(2)的第二源极电极(2S)电气连接至第二导电层(20)。

Two way switch and two way switch device including the switch

The aim of the invention is to provide a two-way switch capable of switching operation with improved stability, and also to provide a two-way switch device including such a two-way switch. The bidirectional switch (8a) includes: a first transverse transistor (1), which includes a first semiconductor layer (11) on a face of the first conductive layer (10); a second transverse transistor (2), which includes a second semiconductor layer (21) on a face of the second conductive layer (20); a connecting member (5a); a first conductor member (61A); and a second conductor member (62a). The connecting member (5a) connects the first transverse transistor (1) and the second transverse transistor (2) in reverse series. The first conductor member (61A) electrically connects the first source electrode (1s) of the first transverse transistor (1) to the first conductive layer (10). The second conductor member (62a) electrically connects the second source electrode (2S) of the second transverse transistor (2) to the second conductive layer (20).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双向开关和包括该开关的双向开关装置
本专利技术通常涉及双向开关和包括该双向开关的双向开关装置，并且更特别地，涉及包括多个横向晶体管的双向开关和包括这样的双向开关的双向开关装置。
技术介绍
在现有技术中已提出了包括第一化合物半导体MOSFET和第二化合物半导体MOSFET的AC开关(例如，参见专利文献1)。专利文献1所公开的AC开关还包括第一输出端子、第二输出端子、栅极端子和源极端子。第一化合物半导体MOSFET和第二化合物半导体MOSFET的各个栅极共通地连接至栅极端子。第一化合物半导体MOSFET和第二化合物半导体MOSFET的各个源极连接至源极端子。第一化合物半导体MOSFET的漏极连接至第一输出端子。第二化合物半导体MOSFET的漏极连接至第二输出端子。第一化合物半导体MOSFET和第二化合物半导体MOSFET是使用SiC作为半导体材料的SiC器件。第一化合物半导体MOSFET和第二化合物半导体MOSFET各自被实现为n沟道型FET。当在栅极端子和源极端子之间施加预定的断态(OFF-state)电压(例如，0V)时，第一化合物半导体MOSFET和第二化合物半导体MOSFET这两者都为断开(OFF)。另一方面，当在栅极端子和源极端子之间施加预定的通态(ON-state)电压(例如，18V)时，第一化合物半导体MOSFET和第二化合物半导体MOSFET这两者都变为接通(ON)，由此使第一输出端子和第二输出端子彼此电气导通，并由此形成通过第一化合物半导体MOSFET和第二化合物半导体MOSFET的电流路径。在专利文献1所公开的AC开关中，第一化合物半导体MOSFET和第二化合物半导体MOSFET各自被实现为包括两个平面型MOSFET元件的纵向晶体管。专利文献1描述了GaN可用作化合物半导体材料。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-254387
技术实现思路
专利技术要解决的问题在使用GaN的双向开关中，横向晶体管与纵向晶体管相比在增加切换速率方面更有利。然而，本专利技术人发现，包括横向晶体管的双向开关有时在其开关操作中失去稳定性。因此，本专利技术的目的是提供能够以提高的稳定性进行其开关操作的双向开关，并且还提供包括这样的双向开关的双向开关装置。用于解决问题的方案根据本专利技术的方面的一种双向开关包括第一导电层、第二导电层、第一横向晶体管、第二横向晶体管、连接构件、第一导体构件和第二导体构件。所述第一导电层具有沿着所述第一导电层的厚度方向彼此相对布置的正面和反面。所述第二导电层具有沿着所述第二导电层的厚度方向彼此相对布置的正面和反面。所述第一横向晶体管包括第一半导体层、第一源极电极、第一栅极电极和第一漏极电极。所述第一半导体层布置在所述第一导电层的所述正面上。所述第一源极电极、所述第一栅极电极和所述第一漏极电极全部布置在所述第一半导体层的一个面上。所述第一半导体层的该一个面与所述第一半导体层的同所述第一导电层接触的另一面相对。所述第二横向晶体管包括第二半导体层、第二源极电极、第二栅极电极和第二漏极电极。所述第二半导体层布置在所述第二导电层的所述正面上。所述第二源极电极、所述第二栅极电极和所述第二漏极电极全部布置在所述第二半导体层的一个面上。所述第二半导体层的该一个面与所述第二半导体层的同所述第二导电层接触的另一面相对。所述连接构件将所述第一横向晶体管和所述第二横向晶体管反向串联地连接在一起。所述第一导体构件将所述第一横向晶体管的所述第一源极电极电气连接至所述第一导电层。所述第二导体构件将所述第二横向晶体管的所述第二源极电极电气连接至所述第二导电层。在该双向开关中，所述第一导电层适当地包括第一导电裸片和具有导电性的第一基板，所述第一基板沿着所述第一导电层的厚度方向位于所述第一导电裸片和所述第一半导体层之间，并且接合至所述第一导电裸片。所述第一源极电极适当地电气连接至所述第一导电裸片，并且还经由所述第一导电裸片电气连接至所述第一基板。所述第二导电层适当地包括第二导电裸片和具有导电性的第二基板，所述第二基板沿着所述第二导电层的厚度方向位于所述第二导电裸片和所述第二半导体层之间，并且接合至所述第二导电裸片。所述第二源极电极适当地电气连接至所述第二导电裸片，并且还经由所述第二导电裸片电气连接至所述第二基板。在该双向开关中，所述连接构件适当地通过将所述第一漏极电极和所述第二漏极电极电气连接在一起，来将所述第一横向晶体管和所述第二横向晶体管反向串联地连接在一起。在该双向开关中，通过将所述第一源极电极和所述第二源极电极电气连接在一起，所述第一横向晶体管和所述第二横向晶体管可以反向串联地连接在一起。在该双向开关中，所述第一导体构件和所述第二导体构件各自可被实现为配线。在该双向开关中，所述第一导体构件和所述第二导体构件各自可被实现为导体层。在该双向开关中，所述连接构件可以包括：一个导电基板，其面向所述第一导电层的反面和所述第二导电层的反面；将所述第一漏极电极连接至所述导电基板的配线；以及将所述第二漏极电极连接至所述导电基板的另一配线。所述双向开关还可以包括：第一电气绝缘层，其设置在所述第一导电层和所述导电基板之间；以及第二电气绝缘层，其设置在所述第二导电层和所述导电基板之间。在该双向开关中，所述连接构件可被实现为导体层。根据本专利技术的另一方面的一种双向开关装置，包括：以上所述的双向开关；第一栅极端子，其电气连接至所述第一栅极电极；第二栅极端子，其电气连接至所述第二栅极电极；以及封装件本体，其容纳所述第一栅极端子、所述第二栅极端子、以及所述双向开关的至少一部分。在该双向开关装置中，所述双向开关的所述第一导体构件可以部分地位于所述封装件本体的外部。所述双向开关的所述第二导体构件可以部分地位于所述封装件本体的外部。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的包括双向开关的双向开关装置的立体图；图2是根据本专利技术第一实施例的双向开关的等效电路图；图3A是根据本专利技术第一实施例的双向开关装置的沿着由图1中的箭头X1-X1所示的平面截取的截面图；图3B是该双向开关装置的沿着由图1中的箭头Y1-Y1所示的平面截取的截面图；图4是根据本专利技术第一实施例的变形例的双向开关装置的截面图；图5是根据本专利技术第二实施例的包括双向开关的双向开关装置的立体图；图6是根据本专利技术第三实施例的包括双向开关的双向开关装置的立体图；图7A是根据本专利技术第三实施例的变形例的包括双向开关的双向开关装置的立体图；图7B是示出双向开关装置安装在印刷线路板上的状态的立体图；图8是根据本专利技术第四实施例的包括双向开关的双向开关装置的立体图；图9是根据本专利技术第四实施例的双向开关的等效电路图；图10A是根据本专利技术第四实施例的变形例的包括双向开关的双向开关装置的立体图；以及图10B是示出双向开关装置安装在印刷线路板上的状态的立体图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向开关，包括：/n第一导电层，其具有沿着所述第一导电层的厚度方向彼此相反布置的正面和反面；/n第二导电层，其具有沿着所述第二导电层的厚度方向彼此相反布置的正面和反面；/n第一横向晶体管，其包括第一半导体层、第一源极电极、第一栅极电极和第一漏极电极，所述第一半导体层布置在所述第一导电层的所述正面上，所述第一源极电极、所述第一栅极电极和所述第一漏极电极全部布置在所述第一半导体层的一个面上，所述第一半导体层的该一个面与所述第一半导体层的同所述第一导电层接触的另一面相反；/n第二横向晶体管，其包括第二半导体层、第二源极电极、第二栅极电极和第二漏极电极，所述第二半导体层布置在所述第二导电层的所述正面上，所述第二源极电极、所述第二栅极电极和所述第二漏极电极全部布置在所述第二半导体层的一个面上，所述第二半导体层的该一个面与所述第二半导体层的同所述第二导电层接触的另一面相反；/n连接构件，其将所述第一横向晶体管和所述第二横向晶体管反向串联地连接在一起；/n第一导体构件，其将所述第一横向晶体管的所述第一源极电极电气连接至所述第一导电层；以及/n第二导体构件，其将所述第二横向晶体管的所述第二源极电极电气连接至所述第二导电层。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170331 JP 2017-0727011.一种双向开关，包括：
第一导电层，其具有沿着所述第一导电层的厚度方向彼此相反布置的正面和反面；
第二导电层，其具有沿着所述第二导电层的厚度方向彼此相反布置的正面和反面；
第一横向晶体管，其包括第一半导体层、第一源极电极、第一栅极电极和第一漏极电极，所述第一半导体层布置在所述第一导电层的所述正面上，所述第一源极电极、所述第一栅极电极和所述第一漏极电极全部布置在所述第一半导体层的一个面上，所述第一半导体层的该一个面与所述第一半导体层的同所述第一导电层接触的另一面相反；
第二横向晶体管，其包括第二半导体层、第二源极电极、第二栅极电极和第二漏极电极，所述第二半导体层布置在所述第二导电层的所述正面上，所述第二源极电极、所述第二栅极电极和所述第二漏极电极全部布置在所述第二半导体层的一个面上，所述第二半导体层的该一个面与所述第二半导体层的同所述第二导电层接触的另一面相反；
连接构件，其将所述第一横向晶体管和所述第二横向晶体管反向串联地连接在一起；
第一导体构件，其将所述第一横向晶体管的所述第一源极电极电气连接至所述第一导电层；以及
第二导体构件，其将所述第二横向晶体管的所述第二源极电极电气连接至所述第二导电层。


2.根据权利要求1所述的双向开关，其中，
所述第一导电层包括第一导电裸片和具有导电性的第一基板，所述第一基板沿着所述第一导电层的厚度方向位于所述第一导电裸片和所述第一半导体层之间，所述第一基板接合至所述第一导电裸片，
所述第一源极电极电气连接至所述第一导电裸片，并且还经由所述第一导电裸片电气连接至所述第一基板，
所述第二导电层包括第二导电裸片和具有导电性的第二基板，所述第二基板沿着所述第二导电层的厚度方向位于所述第二导电裸片和所述第二半导体层之间，所述第二基板接合至所述第二导电裸片，以及
所述第二源极电极电气连接至所述第二导电裸片，并且还经由所...

【专利技术属性】
技术研发人员：木下雄介，山田康博，一柳贵志，梅田英和，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP