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公开(公告)号：CN113690311B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202111000737.X
申请日：2021-08-30
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/778 , H01L29/872
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种集成续流二极管的GaN HMET器件。本发明主要特征在于：器件正向导通时，肖特基二极管处于关断状态，一方面利用肖特基金属与半导体之间的功函数差，耗尽阳极区域的二维电子气，另一方面利用阳极区域部分保留的介质层，降低肖特基二极管关断时的泄漏电流；器件反向续流时，肖特基阳极侧壁与二维电子气(2DEG)直接接触，有利于降低反向传导损耗；绝缘栅极结构允许器件在具有较厚势垒层的情况下，实现增强型HEMT，有利于降低正向导通电阻以及增强器件的栅控能力；集成的肖特基二极管与GaN HEMT在漏极一侧共享漂移区，相较于并联二极管实现续流，有利于减小器件面积和寄生参数以及降低正向传导与反向传导时的导通电阻。
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公开(公告)号：CN113611742B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202110907784.6
申请日：2021-08-09
Applicant: 电子科技大学
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。
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公开(公告)号：CN113594248A
公开(公告)日：2021-11-02
申请号：CN202110879952.5
申请日：2021-08-02
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/778 , H01L29/872
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有集成续流二极管的双异质结GaN HEMT器件。通过嵌入具有极化结的肖特基势垒二极管(SBD)进行反向续流，与外部反向并联续流二极管的器件相比，该结构在降低器件反向导通压降和寄生效应的同时，显著减小了整个器件的面积；在正向阻断状态，AlGaN/GaN HEMT两个异质界面处留下带有正/负电性的固定极化电荷削弱电场尖峰，改善电场集中效应，调制器件漂移区电场，实现漂移区电场近似矩形的分布，提高器件击穿电压；在器件导通状态，利用二维电子气(2DEG)传输电流，降低导通电阻。
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公开(公告)号：CN114759025B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202210384942.9
申请日：2022-04-13
Applicant: 电子科技大学
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。
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公开(公告)号：CN112864243B
公开(公告)日：2022-06-24
申请号：CN202110038284.3
申请日：2021-01-12
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/778
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有钝化层渐变氟离子终端的GaN HMET器件。本发明主要特征在于：在器件栅极和漏级之间引入氟离子注入终端结构，且氟离子注入区域面积由靠近栅极一侧向漏极一侧逐渐减小，有效降低栅极边缘电场尖峰，并在漂移区中部引入新的电场尖峰，调制器件横向电场；氟离子注入终端结构位于厚钝化层中，可避免离子注入对AlGaN材料的物理损伤和对2DEG迁移率的影响，改善器件特性并抑制电流崩塌。本发明的有益效果为，该结构能实现更高的耐压以及更小的比导通电阻。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114613856A
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202210377549.7
申请日：2022-04-12
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/778
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种双异质结GaN RC‑HEMT器件。本发明的主要特征在于：在HEMT栅极结构和漏极之间的势垒层(4)表面有顶部GaN层(9)，GaN沟道层(3)、势垒层(4)和顶部GaN层(9)形成双异质结，且在所述栅极结构与顶部GaN层(9)之间的势垒层(4)之上集成了肖特基续流二极管结构，用于HEMT器件反向续流。RC‑HEMT反向续流时，集成肖特基二极管借助2DEG形成电流路径，续流压降低；RC‑HEMT正向导通时，集成肖特基势垒二极管(SBD)处于关断状态，利用二维电子气(2DEG)传输电流，具有较低的导通电阻；RC‑HEMT正向阻断时，GaN沟道层(3)/势垒层(4)和势垒层(4)/顶部GaN层(9)形成极化结改善电场集中效应，调制器件漂移区电场，提高器件击穿电压。
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公开(公告)号：CN113707727A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202111000769.X
申请日：2021-08-30
Applicant: 电子科技大学
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。
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公开(公告)号：CN115050813B
公开(公告)日：2025-05-23
申请号：CN202210829590.3
申请日：2022-07-15
Applicant: 电子科技大学
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器件的制造方法。该制造方法中，先采用光刻工艺，形成宽度依次变小的窗口，之后通过宽度依次变小的窗口一次性干法刻蚀实现深度依次变浅的阶梯槽，最后进行一次性氟离子注入，形成渐变掺杂阶梯氟离子终端。该终端能更好地优化表面电场，提升器件耐压，并且该制造方法通过一次性氟离子注入形成栅下氟离子区和渐变掺杂阶梯氟离子终端，同时实现了增强型和提高器件耐压，降低工艺的难度。另外，该制造方法中氟离子注入到钝化层中而非直接注入到势垒层AlGaN中，可减小对二维电子气迁移率的影响，抑制动态电阻增加和电流崩塌效应，改善器件正向导通和动态特性。
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公开(公告)号：CN113611741B
公开(公告)日：2023-04-28
申请号：CN202110879949.3
申请日：2021-08-02
Applicant: 电子科技大学
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。
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公开(公告)号：CN113594248B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202110879952.5
申请日：2021-08-02
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/778 , H01L29/872
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有集成续流二极管的双异质结GaN HEMT器件。通过嵌入具有极化结的肖特基势垒二极管(SBD)进行反向续流，与外部反向并联续流二极管的器件相比，该结构在降低器件反向导通压降和寄生效应的同时，显著减小了整个器件的面积；在正向阻断状态，AlGaN/GaN HEMT两个异质界面处留下带有正/负电性的固定极化电荷削弱电场尖峰，改善电场集中效应，调制器件漂移区电场，实现漂移区电场近似矩形的分布，提高器件击穿电压；在器件导通状态，利用二维电子气(2DEG)传输电流，降低导通电阻。
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