本申請(qǐng)涉及相變開關(guān)設(shè)備，并且涉及操作相變開關(guān)設(shè)備的方法。

背景技術(shù)：

1、針對(duì)使用高頻的射頻(rf)應(yīng)用(諸如雷達(dá)感測(cè)和根據(jù)5g標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)通信)的技術(shù)要求正在增加。特別地，將要求與最先進(jìn)的cmos開關(guān)相比已經(jīng)改進(jìn)了特性的開關(guān)以符合未來(lái)的需求。相變開關(guān)被認(rèn)為是用于切換rf信號(hào)的有潛力候選。這樣的相變開關(guān)使用相變材料(pcm)，其通常在結(jié)晶相態(tài)中展示出比在非晶相態(tài)中更高的導(dǎo)電性。通過(guò)改變相變材料的相態(tài)，包括此類材料的開關(guān)設(shè)備可以被導(dǎo)通或關(guān)斷。

2、例如，為了將相態(tài)從非晶變化到結(jié)晶，通常使用加熱器加熱相變材料來(lái)引起結(jié)晶化。這種通過(guò)引起結(jié)晶化實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)通也被稱為設(shè)置操作。在設(shè)置操作中，例如，以相變材料的溫度高于其結(jié)晶化溫度(通常約為250℃)但是低于融化溫度(通常在600℃到900℃的范圍內(nèi))的方式致動(dòng)加熱器。選擇由加熱器引起的加熱脈沖的長(zhǎng)度，使得存在于pcm中的任意非晶區(qū)可以重新生長(zhǎng)為結(jié)晶相態(tài)。

3、當(dāng)關(guān)斷切換設(shè)備時(shí)(也被稱為重置操作)，以pcm的溫度升高至高于融化溫度(例如高于大約600℃到900℃)的方式致動(dòng)加熱器，之后較為快速地冷卻以將相變材料凍結(jié)為非晶態(tài)。加熱器(在本文中也被稱為加熱器設(shè)備)通常是由薄膜導(dǎo)電層(例如鎢)制成的電阻性加熱器，并且用于產(chǎn)生具有限定輪廓的局部溫度梯度，以在結(jié)晶態(tài)與非晶態(tài)之間改變相變材料。

4、適用于這樣的相變開關(guān)的合適相變材料包括碲化鍺(gete)或鍺銻碲(gesbte，通常被稱為gst)，并且加熱器可以由類似于多晶硅或鎢的材料制成。

5、當(dāng)例如在天線調(diào)諧應(yīng)用中使用時(shí)，相變開關(guān)用于例如在ghz范圍內(nèi)切換射頻信號(hào)。天線調(diào)諧應(yīng)用需要的實(shí)際rf電壓可以高達(dá)100v。由于加熱器與pcm之間的高電容性耦合，所以難以設(shè)計(jì)能夠利用接地加熱器承受這樣的電壓的pcm設(shè)備，這引起跨pc材料的不均勻電壓分布并且因此降低了電壓處理。附加地，由于經(jīng)由堆疊中的第一加熱器到地的泄漏路徑，堆疊若干開關(guān)將不會(huì)如所需按比例放大電壓處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、提供了如權(quán)利要求1或4中所限定的相變開關(guān)設(shè)備以及如權(quán)利要求16中所限定的方法。從屬權(quán)利要求限定了其他實(shí)施例。

技術(shù)特征：

1.一種相變開關(guān)設(shè)備，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變開關(guān)設(shè)備，其中所述第二相變開關(guān)的所述第一開關(guān)端子(ta)被電耦合到所述第一相變開關(guān)的所述第二開關(guān)端子(tb)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變開關(guān)設(shè)備，還包括致動(dòng)設(shè)備(20)，所述致動(dòng)設(shè)備(20)被配置為：

4.一種相變開關(guān)設(shè)備，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相變開關(guān)設(shè)備，其中級(jí)i，i＝n…2的至少一個(gè)相變開關(guān)的所述第二開關(guān)端子(tb)被耦合到級(jí)i-1的相變開關(guān)的第一開關(guān)端子(ta)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變開關(guān)設(shè)備，其中級(jí)i，i＝n…2的每個(gè)相變開關(guān)的所述第二開關(guān)端子(tb)被耦合到級(jí)i-1的相變開關(guān)的第一開關(guān)端子(ta)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的相變開關(guān)設(shè)備，其中對(duì)于每個(gè)級(jí)i，i＝n-1…1，相變開關(guān)的數(shù)目等于或大于級(jí)i+1中的相變開關(guān)的數(shù)目。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相變開關(guān)設(shè)備，其中對(duì)于至少一個(gè)級(jí)i，i＝n-1…1，相變開關(guān)的所述數(shù)目等于在級(jí)i+1中的相變開關(guān)的數(shù)目。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相變開關(guān)設(shè)備，其中對(duì)于每個(gè)級(jí)i，i＝n-1…1，相變開關(guān)的所述數(shù)目等于在級(jí)i+1中的相變開關(guān)的數(shù)目。

10.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述相變開關(guān)設(shè)備，還包括致動(dòng)設(shè)備(20)，所述致動(dòng)設(shè)備(20)被配置為在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間切換所述相變開關(guān)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的相變開關(guān)設(shè)備，其中在所述相變開關(guān)設(shè)備的關(guān)斷狀態(tài)中，級(jí)i，i＝n…2的每個(gè)相變開關(guān)的所述加熱器設(shè)備(11)通過(guò)級(jí)i-1的至少一個(gè)相變開關(guān)從所述致動(dòng)設(shè)備(20)和/或地和/或參考電勢(shì)中解耦。

12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的相變開關(guān)設(shè)備，其中為了將所述相變開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)從關(guān)斷切換到導(dǎo)通，所述致動(dòng)設(shè)備被配置為改變?cè)诩?jí)1中開始并且在級(jí)n中結(jié)束的相變開關(guān)的狀態(tài)。

13.根據(jù)權(quán)利要求4至12中任一項(xiàng)所述的相變開關(guān)設(shè)備，其中在至少一個(gè)級(jí)i，i＝n-1…2中，所述相變開關(guān)被分為m組，m>＝1,每組包括k個(gè)相變開關(guān)，k>＝1，其中對(duì)于每個(gè)組：

14.根據(jù)權(quán)利要求4至13中任一項(xiàng)所述的相變開關(guān)設(shè)備，其中在至少一個(gè)級(jí)i，i＝n-1…2中，級(jí)i的至少一個(gè)相變開關(guān)的所述第一加熱器端子被耦合到級(jí)i-1的相變開關(guān)的第一開關(guān)端子(ta)，級(jí)i的至少一個(gè)另一相變開關(guān)的所述第二加熱器端子被耦合到級(jí)i-1的相變開關(guān)的第一開關(guān)端子(ta)，以及級(jí)i的沒(méi)有被耦合到級(jí)i-1的相變開關(guān)的第一開關(guān)端子(ta)的所有相變開關(guān)的第一加熱器端子和第二加熱器端子與級(jí)i的相變開關(guān)的另一第一加熱器端子或第二加熱器端子耦合。

15.根據(jù)權(quán)利要求4至14中任一項(xiàng)所述的相變開關(guān)設(shè)備，包括權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的至少一個(gè)相變開關(guān)設(shè)備，其中權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的每個(gè)相變開關(guān)設(shè)備的所述第一相變開關(guān)是級(jí)i，i＝n…2的相變開關(guān)，并且權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的相應(yīng)相變開關(guān)設(shè)備的所述第二相變開關(guān)是級(jí)i-1的相變開關(guān)。

16.一種用于制造相變開關(guān)設(shè)備的方法，包括：

技術(shù)總結(jié)
提供了一種相變開關(guān)設(shè)備，包括：包括相變材料的第一相變開關(guān)、被布置為加熱相變材料的加熱器設(shè)備、被電耦合到相變材料的第一開關(guān)端子、被電耦合到相變材料的第二開關(guān)端子、被電耦合到加熱器的第一加熱器電源端子和被電耦合到加熱器的第二加熱器電源端子、包括相變材料的第二相變開關(guān)、被布置為加熱相變材料的加熱器設(shè)備、被電耦合到相變材料的第一開關(guān)端子、被電耦合到相變材料的第二開關(guān)端子、被電耦合到加熱器的第一加熱器電源端子和被電耦合到加熱器的第二加熱器電源端子，其中第二相變開關(guān)的第一開關(guān)端子被電耦合到第二相變開關(guān)的第一加熱器電源端子。

技術(shù)研發(fā)人員：S·斯羅伊茨因,V·索羅姆克,D·海斯,C·布茨科夫,J·布勞米勒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：英飛凌科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6