公开(公告)号：CN113707727B

公开(公告)日：2023-03-28

申请号：CN202111000769.X

申请日：2021-08-30

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 魏杰 ,  廖德尊 ,  张成 ,  罗小蓉 ,  邓思宇 ,  贾艳江 ,  孙涛 ,  郗路凡

IPC: H01L29/872 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有倒梯形槽的垂直GaN二极管。本发明主要特征在于：通过倒梯形槽结构设计，新件构在部分肖特基阳极金属与势垒层之间插入介质层，并在体内引入P‑GaN高掺杂阻挡层与碳掺杂GaN阻挡层以有效降低势垒层中电场；因此，相较于传统电流孔径垂直电子晶体管(CAVET)，本发明不仅增加倒梯形底部电流孔径横向尺寸以降低导通电阻，还能能有效抑制反向泄漏电流；同时，本发明兼具横向GaN HEMT器件中二维电子气作为沟道以降低器件导通电阻的优势。

公开(公告)号：CN115050814A

公开(公告)日：2022-09-13

申请号：CN202210829743.4

申请日：2022-07-15

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 魏杰 ,  赵智家 ,  彭小松 ,  杨可萌 ,  孙涛 ,  郗路凡 ,  邓思宇 ,  廖德尊 ,  张成 ,  贾艳江 ,  罗小蓉

IPC: H01L29/06 ,  H01L21/335 ,  H01L29/778

Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有渐变掺杂阶梯氟离子终端的GaN HEMT器件。利用干法刻蚀的负载效应形成沿源极到漏极随窗口宽度依次变小因而深度依次变浅的阶梯槽，并且引入经一次性氟离子注入实现的栅下氟离子区和渐变掺杂阶梯氟离子终端，同时实现增强型和高耐压。渐变掺杂阶梯氟离子终端能有效降低栅极附近的电场尖峰，并在靠近漏极的终端末端引入新的电场尖峰，优化漂移区表面电场分布，提高器件耐压。同时相较于在势垒层中注入氟离子的终端结构，在介质钝化层里注入氟离子能减小对二维电子气迁移率的影响，从而改善器件正向导通和动态特性。

公开(公告)号：CN114759025A

公开(公告)日：2022-07-15

申请号：CN202210384942.9

申请日：2022-04-13

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 罗小蓉 ,  贾艳江 ,  孙涛 ,  郗路凡 ,  邓思宇 ,  张成 ,  廖德尊 ,  赵智家 ,  魏杰

IPC: H01L27/02 ,  H01L27/07 ,  H01L29/778

Abstract: 本发明公开了基于GaN双异质结外延片的功率器件与CMOS逻辑电路的集成芯片，包含增强型的p‑MOS和n‑MOS、耗尽型n‑MOS、具有极化结的增强型功率HEMT和功率SBD、电阻、pn结电容，其中增强型p‑MOS和n‑MOS构成CMOS反相器。本发明主要特征在于：通过基于GaN双异质结外延片的上述器件实现全GaN CMOS逻辑电路和功率器件的单片集成，减小了寄生效应，提高了芯片集成度和功率密度；本发明提出的GaN双异质结外延片结构，在GaN沟道层(3)/势垒层(4)和势垒层(4)/顶部GaN层(5)异质界面分别引入二维电子气(2DEG)和二维空穴气(2DHG)，通过选择性保留2DHG实现低阻p‑MOS；双异质结引入的极化结用于增强型功率HEMT和功率SBD，器件阻断状态下，极化结改善电场集中效应，提高功率器件的击穿电压。

公开(公告)号：CN113675270A

公开(公告)日：2021-11-19

申请号：CN202111000705.X

申请日：2021-08-27

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 罗小蓉 ,  张成 ,  廖德尊 ,  邓思宇 ,  杨可萌 ,  魏杰 ,  贾艳江 ,  孙涛 ,  郗路凡

IPC: H01L29/778 ,  H01L29/06 ,  H01L29/872

Abstract: 本发明属于半导体技术领域，涉及一种具有逆向导通能力的GaN RC‑HEMT器件。本发明在传统MIS栅HEMT器件基础上引入电流阻挡层和多沟道导电通路，并且集成了反向续流肖特基管，降低了反向开启损耗。阻挡层形成2DHG阻断纵向电流通路，实现器件增强型。正向导通时栅极加高电位，栅极侧壁形成反型层使纵向沟道导通，漂移区的多沟道导电通路和栅极下方形成的电子积累层均降低了导通电阻；正向阻断时，阻挡层辅助耗尽漂移区调制电场，降低电场尖峰，此外多沟道区域形成的极化电场可以进一步提高漂移区耐压，有效缓解了导通电阻与耐压之间的矛盾关系；反向续流时集成肖特基管沿2DEG形成电流路径，降低导通损耗的同时相较于常规集成SBD的方法节省了面积。

公开(公告)号：CN113611742A

公开(公告)日：2021-11-05

申请号：CN202110907784.6

申请日：2021-08-09

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 罗小蓉 ,  贾艳江 ,  张成 ,  邓思宇 ,  孙涛 ,  杨可萌 ,  魏杰 ,  廖德尊 ,  郗路凡 ,  赵智家

IPC: H01L29/778 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种集成肖特基管的GaN功率器件。在正向导通时，集成肖特基管处于关断状态；在反向续流时，集成肖特基管导通，具有低的导通压降及快的反向恢复特性，同时减少了器件面积；P型GaN栅极耗尽栅下二维电子气，结合具有孔隙的P型高掺杂GaN阻挡层，实现增强型垂直器件；P型高掺杂GaN阻挡层调制电场分布，实现高耐压；三栅结构可以提供更强的栅控能力，提高器件开关速度。

公开(公告)号：CN113611741A

公开(公告)日：2021-11-05

申请号：CN202110879949.3

申请日：2021-08-02

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 罗小蓉 ,  邓思宇 ,  廖德尊 ,  魏杰 ,  贾艳江 ,  张成 ,  孙涛 ,  郗路凡

IPC: H01L29/778 ,  H01L29/40 ,  H01L29/423

Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有多鳍状结构的GaN HMET(高电子迁移率晶体管)器件。本发明主要特征在于：在器件导通时，沿器件垂直方向，多个间断分布的鳍状GaN层四周均有电子积累层，沿器件横向方向，GaN沟道层与势垒层异质界面存在高浓度与高迁移率的二维电子气(2DEG)，二者均有利于提高器件的导通电流，降低导通电阻；通过鳍状GaN层与势垒层形成的异质结构引入二维空穴气(2DHG)，切断了源极与二维电子气之间垂直方向的导电路径，实现了增强型GaN HMET器件；区别于传统GaN HMET中栅源之间大的横向距离，源极位于鳍状GaN顶部，减小了器件面积；位于源栅结构一侧的终端区域可降低栅边缘电场尖峰并引入新的电场尖峰，有利于提高器件耐压。

公开(公告)号：CN113594243A

公开(公告)日：2021-11-02

申请号：CN202110825574.2

申请日：2021-07-21

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 罗小蓉 ,  贾艳江 ,  张成 ,  邓思宇 ,  魏杰 ,  廖德尊 ,  孙涛 ,  郗路凡

IPC: H01L29/778 ,  H01L29/205 ,  H01L29/207

Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种渐变极化掺杂的增强型GaN纵向场效应晶体管。本发明主要特征在于：通过引入Al组分渐变的极化掺杂层产生极化电场，形成高浓度三维空穴气(3DHG)，突破难以实现高浓度P型GaN的瓶颈，高浓度3DHG能有效阻断栅极侧壁沟道，实现器件增强型。同时，可以辅助耗尽漂移区，提高器件耐压。

公开(公告)号：CN112909077A

公开(公告)日：2021-06-04

申请号：CN202110169319.7

申请日：2021-02-07

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 罗小蓉 ,  郗路凡 ,  魏杰 ,  孙涛 ,  邓思雨 ,  贾艳江 ,  廖德尊 ,  张成

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335

Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种双异质结极化增强的准纵向GaN HEMT器件。本发明相对于传统的GaN HEMT，采用P型GaN层提高二维空穴气浓度，耐压时双异质结界面处的二维电子气和空穴气分别耗尽，留下极性相反的固定极化电荷，电场线由正电荷指向负电荷，得到准矩形分布的横向电场；零偏时P型GaN层与二维空穴气共同阻断器件的纵向沟道，当P型GaN层被耗尽产生反型层且二维空穴气被耗尽时器件正常导通。本发明的有益效果为，相比于传统HEMT器件，本发明具有高阈值电压及高击穿电压的优势。